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KR102617584B1 - Prepregs, cores and composite articles including expandable graphite materials - Google Patents

Prepregs, cores and composite articles including expandable graphite materials Download PDF

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KR102617584B1
KR102617584B1 KR1020177015762A KR20177015762A KR102617584B1 KR 102617584 B1 KR102617584 B1 KR 102617584B1 KR 1020177015762 A KR1020177015762 A KR 1020177015762A KR 20177015762 A KR20177015762 A KR 20177015762A KR 102617584 B1 KR102617584 B1 KR 102617584B1
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KR
South Korea
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delete delete
expandable graphite
fibers
thermoplastic
core
Prior art date
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KR1020177015762A
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Korean (ko)
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KR20170084198A (en
Inventor
유찬 챙
뤄먀오 왕
마크 오. 메이슨
트로이 디. 로버츠
에릭 제이. 보렌캠프
Original Assignee
한화 아즈델 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

열가소성 층에 분산된 팽창성 흑연 재료를 포함한 프리프레그, 복합체 및 물품이 기재된다. 일부 경우에서, 열가소성 복합품은 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층을 포함하고, 상기 다공성 코어층은 추가로 상기 다공성 코어층에서 균일하게 분산된 팽창성 흑연 입자를 포함한다. Prepregs, composites and articles comprising an expandable graphite material dispersed in a thermoplastic layer are described. In some cases, the thermoplastic composite includes a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, the porous core layer further comprising expandable graphite particles uniformly dispersed in the porous core layer.

Description

팽창성 흑연 재료를 포함한 프리프레그, 코어 및 복합품{PREPREGS, CORES AND COMPOSITE ARTICLES INCLUDING EXPANDABLE GRAPHITE MATERIALS}PREPREGS, CORES AND COMPOSITE ARTICLES INCLUDING EXPANDABLE GRAPHITE MATERIALS}

우선권 출원priority application

본 출원은 하기에 관련되고, 하기의 우선권 및 이익을 주장한다: 미국가출원 번호 62/079,288 (2014년 11월 13일 출원, 이의 전체 개시내용은 이로써 본 명세서에 참조로 전체 목적을 위하여 편입된다). This application relates to and claims the priority and benefit of: U.S. Provisional Application No. 62/079,288, filed November 13, 2014, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference for all purposes. .

기술 분야technology field

본 출원은 하나 이상의 팽창성 흑연 재료를 포함하는 복합품에 관련된다. 특정 형태에서, 열가소성 재료, 다수의 강화 섬유 및 코어에서 배치된 또는 분산된 팽창성 흑연 재료를 포함한 열가소성 코어를 포함하는 복합품이 기재된다. The present application relates to composite articles comprising one or more expandable graphitic materials. In a particular form, a composite article comprising a thermoplastic core comprising a thermoplastic material, a plurality of reinforcing fibers, and an expandable graphite material disposed or dispersed in the core is described.

자동차 및 건축 재료 적용용 물품은 전형적으로 수많은 경쟁 및 엄격한 성능 시방서를 충족시키도록 설계된다. Articles for automotive and building materials applications are typically designed to meet numerous competitive and stringent performance specifications.

요약 summary

본원에서 기재된 특정 형태의 프리프레그, 코어 및 복합품은, 비제한적으로, 물품의 표면을 거친 더욱 균일한 로프트, 더 나은 음향 특성, 난연성, 향상된 가공성 및 향상된 사용성을 포함한 바람직한 속성을 제공한다. Certain types of prepregs, cores and composites described herein provide desirable properties including, but not limited to, more uniform loft across the surface of the article, better acoustic properties, flame retardancy, improved processability and improved usability.

제1 측면에서, 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합품, 코어층에 분산된, 예를 들면, 다공성 코어층의 공소에 균일하게 분산된 팽창성 흑연 (EG) 재료 예컨대 EG 입자를 추가로 포함한 다공성 코어층이 제공된다. In a first aspect, a thermoplastic composite comprising a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, dispersed in the core layer, for example, an expanded graphite (EG) material uniformly dispersed in the pores of the porous core layer. A porous core layer further comprising EG particles is provided.

특정 형태에서, 팽창성 흑연 재료 예컨대 입자는 하기를 증가시키는데 유효하다: 팽창성 흑연 재료 (예를 들면, 하기의 로프트 개시 온도에서 또는 초과에서 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 다공성 코어층의 두께 증가:EG 입자) 및/또는 및 수지 용융점.다른 형태에서, 팽창성 흑연 재료, 예컨대 EG 입자는, 대류 가열시 로프트에 실질적으로 비감수성이도록 선택된다. 일부 경우에서, 다수의 강화 섬유는 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함한다. 다른 경우에서, 열가소성 재료는 적어도 하나의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 아크릴로니트릴스티렌, 부타디엔, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테트라클로레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리페닐렌 에테르, 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 폴리머, 비정질 나일론, 폴리아릴렌 에테르 케톤, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴 설폰, 폴리에테르 설폰, 폴리(1,4 페닐렌) 화합물, 실리콘 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 구현예에서, 열가소성 재료는 입자를 포함하고 열가소성 재료의 입자의 평균 입자 크기는 팽창성 흑연 입자의 평균 입자 크기와 약 동일하다. 특정 예에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 무 할로겐이다. 일부 구현예에서, 난연제는 다공성 코어층에서 존재할 수 있고, 여기에서 난연제는 적어도 하나의 N, P, As, Sb, Bi, S, Se, 또는 Te를 포함한다. 다른 경우에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 난연제를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 다공성 코어층은 다공성 코어층에서 로프팅제, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료가 로프팅제로서 기능하는데 또한 유효한 또 다른 로프팅제를 포함할 수 있다. In certain forms, expandable graphite materials such as particles are effective for increasing: the thickness of the porous core layer by at least 50% after heating with radiation at or above the loft onset temperature of expandable graphite materials (e.g.: EG particles) ) and/or and resin melting point. In another form, the expandable graphitic material, such as EG particles, is selected to be substantially insensitive to loft upon convective heating. In some cases, the plurality of reinforcing fibers includes at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. In other cases, the thermoplastic material is at least one of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyimide, polyetherimide, acrylonitrile styrene, butadiene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polybutylene tetrachlorate, polyvinyl Chloride, polyphenylene ether, polycarbonate, polyestercarbonate, polyester, acrylonitrile-butylacrylate-styrene polymer, amorphous nylon, polyarylene ether ketone, polyphenylene sulfide, polyaryl sulfone, polyether sulfone, Includes poly(1,4 phenylene) compounds, silicones, and mixtures thereof. In some embodiments, the thermoplastic material includes particles and the average particle size of the particles of the thermoplastic material is about the same as the average particle size of the expandable graphite particles. In certain examples, the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. In some embodiments, the flame retardant can be present in the porous core layer, where the flame retardant includes at least one of N, P, As, Sb, Bi, S, Se, or Te. In other cases, the porous core layer provides flame retardancy and does not include a flame retardant. In some embodiments, the porous core layer may include another lofting agent that is also effective in allowing the lofting agent, such as an expandable graphite material, to function as a lofting agent in the porous core layer.

또 다른 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 다공성 코어층이 하기를 포함한 열가소성 복합품이 개시된다: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (오픈 셀 구조의 웹에서 균일하게 분산됨). In another aspect, a thermoplastic composite is disclosed, wherein the porous core layer includes a web of an open-celled structure comprising random alternations of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, further comprising the porous core layer: an expanded graphite material; , for example, EG particles (homogeneously dispersed in a web with an open cell structure).

특정 구현예에서, 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 입자의 로프트 개시 온도 초과에서 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 다공성 코어층의 두께, 및/또는 및 수지 용융점을 증가시키는데 유효하다. 다른 구현예에서, 팽창성 흑연 재료 예컨대 입자는 대류 가열시 로프트에 실질적으로 비감수성이도록 선택된다. 추가로 사례에서, 다수의 강화 섬유는 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함한다. 다른 구현예에서, 열가소성 재료는 적어도 하나의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리 에테르이미드, 아크릴로니트릴스티렌, 부타디엔, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테트라클로레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리페닐렌 에테르, 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 폴리머, 비정질 나일론, 폴리아릴렌 에테르 케톤, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴 설폰, 폴리에테르 설폰, 폴리(1,4 페닐렌) 화합물, 실리콘 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 예에서, 열가소성 재료는 입자를 포함하고 열가소성 재료의 입자의 평균 입자 크기는 팽창성 흑연 입자의 평균 입자 크기와 약 동일하다. 다른 경우에서, 팽창성 흑연의 평균 입자 크기는 열가소성 재료의 평균 입자 크기의 적어도 50%이다. 추가 예에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 무 할로겐이다. 일부 구현예에서, 난연제는 다공성 코어층에서 제공되고, 여기에서 난연제는 적어도 하나의 N, P, As, Sb, Bi, S, Se, 또는 Te를 포함한다. 다른 경우에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 난연제를 포함하지 않는다. 특정 예에서, 물품은 다공성 코어층에서 로프팅제, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료가 로프팅제로서 기능하는데 또한 유효한 또 다른 로프팅제를 포함할 수 있다. In certain embodiments, the expandable graphitic material, such as EG particles, is effective to increase the thickness of the porous core layer, and/or and the resin melting point, by at least 50% after radiation heating above the loft onset temperature of the expandable graphitic material, e.g., particles. do. In other embodiments, the expandable graphite material, such as particles, is selected to be substantially insensitive to loft upon convective heating. In further instances, the plurality of reinforcing fibers includes at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. In another embodiment, the thermoplastic material is at least one of polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyimide, polyetherimide, acrylonitrile styrene, butadiene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polybutylenetetrachlorate, poly Vinyl chloride, polyphenylene ether, polycarbonate, polyestercarbonate, polyester, acrylonitrile-butylacrylate-styrene polymer, amorphous nylon, polyarylene ether ketone, polyphenylene sulfide, polyaryl sulfone, polyether sulfone. , poly(1,4 phenylene) compounds, silicones, and mixtures thereof. In some examples, the thermoplastic material includes particles and the average particle size of the particles of the thermoplastic material is about the same as the average particle size of the expandable graphite particles. In other cases, the average particle size of the expanded graphite is at least 50% of the average particle size of the thermoplastic material. In a further example, the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. In some embodiments, the flame retardant is provided in the porous core layer, where the flame retardant includes at least one of N, P, As, Sb, Bi, S, Se, or Te. In other cases, the porous core layer provides flame retardancy and does not include a flame retardant. In certain instances, the article may include another lofting agent in the porous core layer that is also effective in allowing the expandable graphite material to function as a lofting agent.

추가의 측면에서, 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층, 추가로 다공성 코어층이 하기를 포함한 열가소성 복합 시트가: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 하기: EG 입자 (코어층, 예를 들면, 다공성 코어층의 공소에서 균일하게 분산됨, 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면상에 배치된 외피) 개시된다. In a further aspect, a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, further comprising a thermoplastic composite sheet wherein the porous core layer comprises: an expanded graphite material, e.g.: EG particles (core layer, e.g. For example, uniformly distributed in the pores of the porous core layer, and a shell disposed on at least one surface of the porous core layer).

특정 구현예에서, 시트는 다공성 코어층과 외피 사이에 배치된 추가의 다공성 코어층을 포함한다. 다른 구현예에서, 추가의 다공성 코어층은 열가소성 재료, 다수의 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한다. 추가 예에서, 추가의 다공성 코어층의 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 추가의 다공성 코어층에서 균일하게 분산된다. 일부 구현예에서, 팽창성 흑연 재료 (예를 들면, EG 입자)가 있는 추가의 다공성 코어층은 추가의 다공성 코어층에서 구배 분포된다 특정 형태에서, 다공성 코어층 난연성을 제공하고 무 할로겐이다. 일부 구현예에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 및 난연제를 포함하지 않는다. 특정 구현예에서, 팽창성 흑연 재료 (예를 들면, EG 입자)는 팽창성 흑연 입자의 로프트 개시 온도 초과에서 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 다공성 코어층의 두께를 증가시키는데 유효하다. 일부 예에서, 시트는 다공성 코어층에서 로프팅제, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료가 로프팅제로서 기능하는데 또한 유효한 또 다른 로프팅제를 포함한다. In certain embodiments, the sheet includes an additional porous core layer disposed between the porous core layer and the skin. In another embodiment, the additional porous core layer includes a thermoplastic material, a plurality of reinforcing fibers, and an expandable graphitic material such as EG particles. In a further example, the expandable graphitic material such as EG particles of the additional porous core layer are uniformly dispersed in the additional porous core layer. In some embodiments, an additional porous core layer with expanded graphite material (e.g., EG particles) is gradiently distributed in the additional porous core layer. In certain configurations, the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. In some embodiments, the porous core layer provides flame retardancy and does not include a flame retardant. In certain embodiments, the expandable graphite material (e.g., EG particles) is effective to increase the thickness of the porous core layer by at least 50% after radiation heating above the loft onset temperature of the expandable graphite particles. In some examples, the sheet includes another lofting agent that is also effective in functioning as a lofting agent, such as an expanded graphite material, in the porous core layer.

또 다른 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 다공성 코어층이 하기를 포함한 열가소성 복합 시트가: 팽창성 흑연 재료 (예를 들면, EG 입자) (오픈 셀 구조의 웹에서 균일하게 분산됨; 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면에 배치된 외피) 제공된다. In another aspect, a thermoplastic composite sheet comprising a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random crossings of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, further comprising the porous core layer comprising: an expanded graphite material (e.g. For example, EG particles) (uniformly dispersed in a web of an open cell structure; and a shell disposed on at least one surface of a porous core layer).

특정 경우에서, 시트는 다공성 코어층과 외피 사이에 배치된 추가의 다공성 코어층을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 추가의 다공성 코어층은 열가소성 재료, 다수의 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한다. 다른 예에서, 팽창성 흑연 재료 (예를 들면, EG 입자)가 있는 추가의 다공성 코어층은 추가의 다공성 코어층에서 균일하게 분산된다. 일부 구현예에서, 추가의 다공성 코어층의 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 추가의 다공성 코어층에서 구배 분포된다. 일부 형태에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 무 할로겐이다. 다른 형태에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 난연제를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 팽창성 흑연 입자의 로프트 개시 온도 초과에서 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 다공성 코어층의 두께를 증가시키는데 유효하다. 다른 경우에서, 시트는 다공성 코어층에서 로프팅제, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료가 로프팅제로서 기능하는데 또한 유효한 또 다른 로프팅제를 포함한다. 일부 구현예에서, 외피는 팽창성 흑연 입자를 포함할 수 있다. In certain cases, the sheet further includes an additional porous core layer disposed between the porous core layer and the skin. In some embodiments, the additional porous core layer includes a thermoplastic material, a plurality of reinforcing fibers, and an expandable graphitic material such as EG particles. In another example, an additional porous core layer with an expandable graphitic material (e.g., EG particles) is uniformly dispersed in the additional porous core layer. In some embodiments, the expandable graphitic material such as EG particles of the additional porous core layer are gradiently distributed in the additional porous core layer. In some forms, the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. In another form, the porous core layer provides flame retardancy and does not contain a flame retardant. In some embodiments, the expandable graphite material such as EG particles is effective to increase the thickness of the porous core layer by at least 50% after radiation heating above the loft onset temperature of the expandable graphite particles. In other cases, the sheet comprises another lofting agent that is also effective in functioning as a lofting agent, such as an expanded graphite material, in the porous core layer. In some embodiments, the shell can include expandable graphite particles.

추가의 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 오픈 셀 구조의 웹에서 균일하게 분산된, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자, 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면상에 배치된 외피를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합 시트가 기재된다. In a further aspect, a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random crossings of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, further comprising a non-covalently bonded expandable graphite material, e.g. A thermoplastic composite sheet comprising a porous core layer comprising non-covalently bound expandable graphite particles uniformly dispersed in a web and a skin disposed on at least one surface of the porous core layer is described.

특정 구현예에서, 시트는 공유 결합된 팽창성 흑연 재료 예컨대 웹에서 분산된 EG 입자를 포함할 수 있다. 일부 형태에서, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 및 공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자는, 약 동일한 양으로 존재한다. 다른 경우에서, 공유 결합된 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 웹에서 구배 분포로 존재한다. 일부 구현예에서, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 난연제 양으로 존재한다. 특정 예에서, 다공성 코어층은 난연성을 제공하고 무 할로겐이다. 추가 구현예에서, 시트는 다공성 코어층에서 난연제를 포함할 수 있고, 여기에서 난연제는 적어도 하나의 N, P, As, Sb, Bi, S, Se, 또는 Te를 포함한다. 다른 구현예에서, 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자는, 하기의 로프트 개시 온도 초과에서 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 다공성 코어층의 두께를 증가시키는데 유효하다: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자.다른 경우에서, 시트는 다공성 코어층에서 로프팅제, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료가 로프팅제로서 기능하는데 또한 유효한 또 다른 로프팅제를 포함한다. 일부 구현예에서, 외피는 공유 결합된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자 또는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함할 수 있다. In certain embodiments, the sheet may include covalently bonded expandable graphitic material such as EG particles dispersed in a web. In some forms, the non-covalently bound expandable graphitic material, such as EG particles, and the covalently bound expandable graphitic material, such as EG particles, are present in about equal amounts. In other cases, covalently bonded graphitic material such as EG particles are present in a gradient distribution in the web. In some embodiments, the non-covalently bound expandable graphitic material such as EG particles is present in a flame retardant amount. In certain examples, the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. In further embodiments, the sheet may include a flame retardant in the porous core layer, wherein the flame retardant includes at least one of N, P, As, Sb, Bi, S, Se, or Te. In other embodiments, expandable graphitic materials, such as EG particles, are effective in increasing the thickness of the porous core layer by at least 50% after radiation heating above the loft onset temperature of: EG particles. In other cases, the sheet comprises another lofting agent that is also effective in functioning as a lofting agent, such as an expandable graphite material, in the porous core layer. In some embodiments, the shell may comprise covalently bonded expandable graphitic material such as EG particles or non-covalently bonded expandable graphitic material such as EG particles.

또 다른 측면에서, 하기 단계를 포함하는 방법: 하기의 조합 단계: 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (교반된 수성 발포물을 형성하는 혼합물에서), 와이어 지지체상에 교반된 수성 발포물의 배치 단계, 웹을 형성하기 위한 물의 배출 단계, 및 열가소성 재료의 용융 온도 초과의 제1 온도까지 웹의 가열 단계 (여기에서 제1 온도는 하기의 로프트 개시 온도 미만이어서: 팽창성 흑연 재료 (예를 들면, EG 입자) 실질적으로 로프트가 발생하지 않는다)이 제공된다. 원한다면, 압력은 팽창성 흑연 재료 예컨대 제공되는 웹에서 균일하게 분산된 EG 입자를 포함한 열가소성 복합 시트를 제공하기 위해 웹에 적용될 수 있다. In another aspect, a method comprising the following steps: a combination of the following: thermoplastic material, reinforcing fibers and expandable graphitic material, such as EG particles (in a mixture forming an agitated aqueous foam), on a wire support. Dispensing the agitated aqueous foam, discharging water to form the web, and heating the web to a first temperature above the melting temperature of the thermoplastic material, wherein the first temperature is below the loft onset temperature of: expandable graphite Materials (e.g., EG particles) that produce substantially no loft are provided. If desired, pressure may be applied to the web to provide a thermoplastic composite sheet comprising an expandable graphite material such as EG particles uniformly dispersed in the provided web.

특정 경우에서, 배출 단계는 하기의 5% 미만을 제거한다: 팽창된 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자, 와이어 지지체상에 배치된 교반된 수성 형태에서.다른 구현예에서, 본 방법은 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자가 교반된 수성 발포물에서 균일하게 분산될 때까지 교반된 수성 발포물의 혼합 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 방법은 대류 가열을 이용한 웹의 가열 단계를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 방법은 열가소성 복합 시트에 압력의 적용 단계를 포함한다. 일부 예에서, 본 방법은 방사선 가열을 이용한 열가소성 복합 시트의 가열 단계를 포함한다. 다른 형태에서, 본 방법은 하기의 배치 단계를 포함한다: 추가의 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 열가소성 복합 시트의 표면상에서. 일부 구현예에서, 본 방법은 교반된 수성 발포물에 로프팅제의 부가 단계를 포함한다. 추가 예에서, 본 방법은 외피에 열가소성 복합 시트의 커플링 단계를 포함한다. 일부 예에서, 본 방법은 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한 추가의 열가소성 복합 시트에 열가소성 복합 시트의 커플링 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 방법은 입자를 포함하기 위한 열가소성 재료의 선택 단계 및 열가소성 재료의 입자의 평균 입자 크기와 약 동일해지기 위한 팽창성 흑연 입자용 평균 입자 크기의 선택 단계를 포함한다. In certain cases, the venting step removes less than 5% of expanded graphite material, e.g., EG particles, in a stirred aqueous form disposed on a wire support. In other embodiments, the method may be used to remove expanded graphite. and mixing the agitated aqueous foam until the material such as EG particles is uniformly dispersed in the agitated aqueous foam. In some embodiments, the method includes heating the web using convection heating. In certain embodiments, the method includes applying pressure to a thermoplastic composite sheet. In some examples, the method includes heating the thermoplastic composite sheet using radiation heating. In another form, the method includes the following steps of placing: additional expandable graphite material, such as EG particles, on the surface of the thermoplastic composite sheet. In some embodiments, the method includes adding a lofting agent to the agitated aqueous foam. In a further example, the method includes coupling a thermoplastic composite sheet to a skin. In some examples, the method includes coupling the thermoplastic composite sheet to an additional thermoplastic composite sheet comprising thermoplastic material, reinforcing fibers, and expandable graphite material such as EG particles. In some embodiments, the method includes selecting a thermoplastic material to comprise the particles and selecting an average particle size for the expandable graphite particles to be about the same as the average particle size of the particles of the thermoplastic material.

추가의 측면에서, 하기 단계를 포함한 방법: 하기의 조합 단계: 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자, 혼합물에서, 혼합물을 혼합시켜 하기의 실질적으로 균일한 분산을 제공하는 단계: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자, 혼합물에서, 와이어 지지체 상에 혼합물의 배치 단계, 웹을 형성하기 위해 배치된 혼합물로부터 물의 배출 단계, 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자의 임의의 실질적인 로프팅 없이 열가소성 재료를 용융시키기 위해 제1 가열 조건하에서 웹의 가열 단계가 제공된다. 특정 형태에서, 압력은 웹에서 분산된 팽창성 흑연 입자를 포함한 열가소성 복합 시트를 제공하기 위해 웹에 적용될 수 있다. In a further aspect, a method comprising the following steps: a combination step of: thermoplastic material, reinforcing fibers and expandable graphite material, such as EG particles, in a mixture, mixing the mixture to provide a substantially uniform dispersion of Steps: in a mixture of expandable graphitic material, such as EG particles, placing the mixture on a wire support, draining water from the placed mixture to form a web, and optionally a substantial rope of expandable graphitic material, such as EG particles. A step of heating the web under first heating conditions is provided to melt the thermoplastic material without melting. In certain forms, pressure may be applied to the web to provide a thermoplastic composite sheet comprising expandable graphite particles dispersed in the web.

특정 예에서, 배출 단계는 와이어 지지체상에 배치된 혼합물에서 팽창된 흑연 재료 예컨대 EG 입자의 5% 미만을 제거한다. 다른 예에서, 압력은 하기의 공유 결합 초래 없이 적용된다: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자, 열가소성 재료 또는 강화 섬유에 대한 웹에서.다른 경우에서, 본 방법은 대류 가열을 이용한 웹의 가열 단계를 포함한다. 특정 예에서, 본 방법은 가열된 열가소성 복합 시트에 압력의 적용 단계를 포함한다. 추가 예에서, 본 방법은 방사선 가열을 이용한 열가소성 복합 시트의 가열 단계를 포함한다. 다른 형태에서, 본 방법은 열가소성 복합 시트의 표면상에 추가의 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자의 배치 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 방법은 혼합물에 로프팅제의 부가 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 방법은 외피에 열가소성 복합 시트의 커플링 단계를 포함한다. 특정 예에서, 본 방법은 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한 추가의 열가소성 복합 시트에 열가소성 복합 시트의 커플링 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 본 방법은 입자를 포함하기 위해 열가소성 재료의 선택 단계 및 열가소성 재료의 입자의 평균 입자 크기와 약 동일해지기 위해 팽창성 흑연 입자용 평균 입자 크기의 선택 단계 또는 열가소성 재료 입자의 평균 크기의 약 50% 이상이기 위해 팽창성 흑연 입자의 평균 입자 크기의 선택 단계를 포함한다. In certain examples, the draining step removes less than 5% of the expanded graphitic material, such as EG particles, from the mixture disposed on the wire support. In other examples, pressure is applied without causing covalent bonding in the web to an expandable graphitic material, such as EG particles, thermoplastic materials or reinforcing fibers. In other cases, the method involves heating the web using convection heating. Includes steps. In certain examples, the method includes applying pressure to a heated thermoplastic composite sheet. In a further example, the method includes heating a thermoplastic composite sheet using radiation heating. In another form, the method includes placing additional expandable graphitic material such as EG particles on the surface of the thermoplastic composite sheet. In some embodiments, the method includes adding a lofting agent to the mixture. In some embodiments, the method includes coupling a thermoplastic composite sheet to a skin. In certain examples, the method includes coupling the thermoplastic composite sheet to an additional thermoplastic composite sheet comprising thermoplastic material, reinforcing fibers, and expandable graphite material such as EG particles. In some embodiments, the method comprises selecting a thermoplastic material to comprise the particles and selecting an average particle size for the expandable graphite particles to be about the same as the average particle size of the particles of the thermoplastic material or the average particle size of the particles of the thermoplastic material. and selecting the average particle size of the expandable graphite particles to be greater than about 50% of the .

또 다른 측면에서, 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층, 추가로 다공성 코어층의 공소에서 분산된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합품이 제공된다. 특정 경우에서, 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In another aspect, a thermoplastic composite is provided, comprising a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, and further comprising an expandable graphite material such as EG particles dispersed in the pores of the porous core layer. In certain cases, the expandable graphitic material, such as EG particles, is a non-covalently bound expandable graphite material, such as a non-covalently bound expandable graphite particle.

추가의 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 하기를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합품이: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자(오픈 셀 구조의 웹에서 분산됨) 기재된다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In a further aspect, a thermoplastic composite comprising a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random intersections of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, the porous core layer further comprising: an expanded graphite material; For example, EG particles (dispersed in a web of open cell structure) are described. In some cases, the expandable graphitic material such as EG particles is a non-covalently bound expandable graphite material, such as a non-covalently bound expandable graphite particle.

또 다른 측면에서, 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층, 추가로 하기를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합 시트가: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (다공성 코어층의 공소에 분산됨, 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면상에 배치된 외피) 기재된다. 일부 형태에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In another aspect, a thermoplastic composite sheet comprising a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, further comprising: an expanded graphite material, such as EG particles (in the cavities of the porous core layer) dispersed, and a shell disposed on at least one surface of the porous core layer). In some forms, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

추가의 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 하기를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합 시트가: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (오픈 셀 구조의 웹에서 분산됨, 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면상에 배치된 외피) 제공된다. 일부 구현예에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In a further aspect, a thermoplastic composite sheet comprising a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random crossings of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, the porous core layer further comprising: an expanded graphite material; For example, EG particles (dispersed in a web of open cell structure, and a shell disposed on at least one surface of a porous core layer) are provided. In some embodiments, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

또 다른 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 다수의 강화 섬유에 의해 형성된 오픈 셀 구조의 웹을 포함한 프리프레그, 오픈 셀 구조의 웹에서 분산된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한 프리프레그가 개시된다. 특정 예에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In another aspect, a prepreg comprising a web of an open cell structure formed by a plurality of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, a prepreg comprising an expandable graphitic material such as EG particles dispersed in the web of the open cell structure is disclosed. . In certain examples, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

추가의 측면에서, 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층, 추가로 하기를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 물품이: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (다공성 코어층의 공소에서 균일하게 분산됨, 여기에서 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자는 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족/통과하도록 물품을 허용하는 유효한 양으로 존재한다) 기재된다. 일부 예에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In a further aspect, a thermoplastic article comprising a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, the porous core layer further comprising: an expanded graphite material, such as EG particles (uniform in the pores of the porous core layer) dispersed, wherein the expandable graphite material such as EG particles are present in an effective amount to allow the article to meet/pass the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability test). In some examples, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

또 다른 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 하기를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 물품이: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (오픈 셀 구조의 웹에서 균일하게 분산됨, 여기에서 팽창성 흑연 재료 (예컨대 EG 입자)는 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족/통과하도록 물품을 허용하는 유효한 양으로 존재한다) 개시된다. 특정 경우에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In another aspect, a thermoplastic article comprising a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random intersections of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, the porous core layer further comprising: an expanded graphite material, e.g. For example, EG particles (uniformly dispersed in a web of an open cell structure, wherein an expanded graphite material (e.g. EG particles) is used to allow the article to meet/pass the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability test. is present in an effective amount) is disclosed. In certain cases, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

추가의 측면에서, 다수의 강화 섬유 및 열가소성 재료를 포함한 다공성 코어층, 추가로 다공성 코어층의 공소에 균일하게 분산된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합 시트가: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족/통과하도록 물품을 허용하는 유효한 양으로 존재한다, 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면상에 배치된 외피) 제공된다. 특정 구현예에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In a further aspect, a thermoplastic composite sheet comprising a porous core layer comprising a plurality of reinforcing fibers and a thermoplastic material, further comprising an expanded graphite material such as EG particles uniformly dispersed in the pores of the porous core layer: expanded graphite Materials, such as EG particles (present in an effective amount to allow the article to meet/pass the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability test, and disposed on at least one surface of the porous core layer) outer shell) is provided. In certain embodiments, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

또 다른 측면에서, 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함한 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함한 다공성 코어층, 추가로 오픈 셀 구조의 웹에서 균일하게 분산된 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자 (여기에서 팽창성 흑연 재료는 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족/통과하도록 물품을 허용하는 유효한 양으로 존재한다), 및 다공성 코어층의 적어도 하나의 표면상에 배치된 외피를 포함한 다공성 코어층을 포함한 열가소성 복합 시트가 개시된다. 특정 구현예에서, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 입자이다. In another aspect, a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random crossings of reinforcing fibers held together by a thermoplastic material, further comprising an expanded graphite material such as EG particles ( wherein the expandable graphite material is present in an amount effective to allow the article to meet/pass the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability test), and a skin disposed on at least one surface of the porous core layer. A thermoplastic composite sheet including a porous core layer is disclosed. In certain embodiments, the expandable graphite material is a non-covalently bonded expandable graphite material, such as non-covalently bonded expandable graphite particles.

추가의 측면에서, 하기를 포함한 열가소성 복합품의 생산 방법이: 다수의 강화 섬유, 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자, 열가소성 재료의 용융점 초과 및 팽창성 흑연 재료의 로프트 개시 온도 미만 (예를 들면, EG 입자의 로프트 개시 온도 미만)의 제1 온도까지 강화 섬유, 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자의 가열에 의해 제공된다. In a further aspect, a method for producing a thermoplastic composite comprising: a plurality of reinforcing fibers, a thermoplastic material and an expandable graphite material, such as EG particles, above the melting point of the thermoplastic material and below the loft onset temperature of the expandable graphite material (e.g. For example, by heating the reinforcing fibers, thermoplastic materials and expandable graphitic materials such as EG particles to a first temperature (below the loft onset temperature of the EG particles).

특정 구현예에서, 본 방법은 하기의 로프트 개시 온도 초과의 제2 온도까지 생산된 물품의 가열을 포함한다: 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자 (열가소성 물품을 로프트하기 위해). 다른 구현예에서, 본 방법은 제1 온도의 적어도 섭씨 20 도 초과이도록 제2 온도의 선택을 포함한다. 추가 구현예에서, 본 방법은 제1 온도의 적어도 섭씨 40 도 초과이도록 제2 온도의 선택을 포함한다. 추가의 예에서, 본 방법은 제1 온도의 적어도 섭씨 60 도 초과이도록 제2 온도의 선택을 포함한다. In certain embodiments, the method includes heating the produced article to a second temperature above the loft onset temperature of: an expandable graphite material, such as EG particles (to loft a thermoplastic article). In another embodiment, the method includes selecting the second temperature to be at least 20 degrees Celsius above the first temperature. In a further embodiment, the method includes selecting the second temperature to be at least 40 degrees Celsius above the first temperature. In a further example, the method includes selecting the second temperature to be at least 60 degrees Celsius above the first temperature.

또 다른 측면에서, 하기를 포함한 열가소성 복합품의 생산 방법이: 다수의 강화 섬유, 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, EG 입자, 팽창성 흑연 재료의 임의의 실질적인 로프트를 피하면서 (예를 들면, EG 입자의 임의의 실질적인 로프트를 피한다) 열가소성 재료를 충족시키기 위한 제1 가열 조건하에 강화 섬유, 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료 예컨대 EG 입자의 가열에 의해 개시된다. In another aspect, a method of producing a thermoplastic composite comprising: a plurality of reinforcing fibers, a thermoplastic material and an expandable graphite material, such as EG particles, while avoiding any substantial loft of the expandable graphite material (e.g. (avoiding any substantial loft of the EG particles) by heating the reinforcing fibers, thermoplastic material and expandable graphitic material such as EG particles under first heating conditions to satisfy the thermoplastic material.

특정 예에서, 제1 가열 조건은 대류 가열을 포함한다. 다른 예에서, 본 방법은 팽창성 흑연 재료를 로프트하기 위해, 예를 들면, EG 입자를 로프트하기 위해 제2 가열 조건하에 생산된 물품의 가열을 포함한다. 특정 구현예에서, 제2 가열 조건은, 예를 들면, 제1 가열 조건이 대류 가열을 포함하는 경우, 방사선 가열을 포함한다. In a specific example, the first heating condition includes convection heating. In another example, the method includes heating the produced article under second heating conditions to loft an expandable graphite material, for example, to loft EG particles. In certain embodiments, the second heating condition includes radiation heating, for example when the first heating condition includes convective heating.

추가의 특징, 측면, 예, 형태 및 구현예는 아래에서 더 상세히 기재된다. Additional features, aspects, examples, forms and embodiments are described in greater detail below.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawing

특정 구현예는 하기인 첨부 도면을 참조로 기재된다: Specific embodiments are described with reference to the accompanying drawings below:

도1A는, 특정 예에 따라, 프리프레그 (또는 코어)의 예시이고;1A is an illustration of a prepreg (or core), according to a particular example;

도1B는, 특정 예에 따라, 2개의 상이한 로프팅제에 대한 가설적 로프팅 곡선을 보여주고;Figure 1B shows hypothetical lofting curves for two different lofting agents, according to a specific example;

도2A는, 특정 형태에 따라, 2개 프리프레그의 예시이고;Figure 2A is an illustration of two prepregs, according to certain configurations;

도2B는 하기의 2개 프리프레그로 형성된 복합체의 예시이고: 도2A는 특정 구현예에 따라 서로 커플링되고;Figure 2B is an illustration of a complex formed from two prepregs: Figure 2A coupled together according to a specific embodiment;

도2C는, 특정 예에 따라, 프리프레그에 배치된 외피의 예시이고;Figure 2C is an illustration of a skin disposed on a prepreg, according to a particular example;

도3은, 특정 예에 따라, 프리프레그 (또는 코어) 및 프리프레그 (또는 코어)상에 배치된 외피를 포함한 물품의 예시이고;3 is an illustration of an article comprising a prepreg (or core) and a shell disposed on the prepreg (or core), according to a particular example;

도4는, 특정 형태에 따라, 프리프레그 (또는 코어) 및 프리프레그 (또는 코어)의 각 면상에 배치된 외피를 포함한 물품의 예시이고;Figure 4 is an illustration of an article comprising a prepreg (or core) and a skin disposed on each side of the prepreg (or core), according to a particular configuration;

도5는, 특정 예에 따라, 프리프레그 (또는 코어), 프리프레그 (또는 코어)상에 배치된 외피 및 외피상에 배치된 장식층을 포함한 물품의 예시이고;Figure 5 is an illustration of an article comprising a prepreg (or core), a shell disposed on the prepreg (or core), and a decorative layer disposed on the shell, according to a particular example;

도6은, 특정 예에 따라, 중간층을 따라 서로에 커플링된 2개 프리프레그 또는 코어를 포함한 물품의 예시이고;Figure 6 is an illustration of an article comprising two prepregs or cores coupled to each other along an intermediate layer, according to a particular example;

도7은, 특정 형태에 따라, 2개 프리프레그 또는 코어 및 프리프레그 또는 코어 중 하나상에 배치된 외피를 포함한 물품의 예시이고;Figure 7 is an illustration of an article comprising two prepregs or cores and a shell disposed on one of the prepregs or cores, according to certain configurations;

도8은, 특정 형태에 따라, 2개 프리프레그 또는 코어 및 각각의 프리프레그 또는 코어상에 배치된 외피를 포함한 물품의 예시이고;Figure 8 is an illustration of an article comprising two prepregs or cores and a skin disposed on each prepreg or core, according to a particular form;

도9는, 특정 예에 따라, 중간층을 통해 서로에 커플링된 2개 프리프레그 또는 코어 및 프리프레그 또는 코어 중 하나상에 배치된 외피를 포함한 물품의 예시이고;9 is an illustration of an article comprising two prepregs or cores coupled to each other through an intermediate layer and a skin disposed on one of the prepregs or cores, according to a particular example;

도10은, 특정 구현예에 따라, 프리프레그 또는 코어상에 배치된 재료의 스트립의 예시이고;Figure 10 is an illustration of a strip of material disposed on a prepreg or core, according to certain embodiments;

도11은, 특정 예에 따라, 열의 상이한 유형 및 상이한 온도의 기능으로서 다양한 표본의 로프트 두께를 보여주는 막대 그래프이고;Figure 11 is a bar graph showing the loft thickness of various specimens as a function of different types of heat and different temperatures, according to certain examples;

도12는, 특정 예에 따라, 표 3을 포함하고;Figure 12 includes Table 3, according to certain examples;

도13은, 특정 예에 따라, 표 4를 포함하고;Figure 13 includes Table 4, according to certain examples;

도14는, 특정 예에 따라, 로프팅 테스트 결과를 보여주는 막대 그래프이고;Figure 14 is a bar graph showing lofting test results, according to a specific example;

도15는, 특정 예에 따라, 표 6을 포함하고;Figure 15 includes Table 6, according to certain examples;

도16은, 특정 예에 따라, 표 7을 포함하고;Figure 16 includes Table 7, according to certain examples;

도17은, 특정 구현예에 따라, 표 8을 포함하고; 그리고Figure 17 includes Table 8, according to certain implementations; and

도18은, 특정 예에 따라, 3개 상이한 팽창성 흑연 재료에 대한 온도의 기능으로서 팽창 비를 보여주는 그래프이다. Figure 18 is a graph showing expansion ratio as a function of temperature for three different expandable graphite materials, according to a particular example.

본 개시내용의 이점이 주어지면, 도에서 특정 치수 또는 특징이 도의 더욱 사용자 친화적인 버전을 제공하기 위해 달리 자유로운 또는 비-비례하는 방식으로 확장된, 왜곡된 또는 보여진 것이 당해 분야의 숙련가에 의해 기술적으로 인식될 것이다. 특정한 두께, 폭 또는 길이는 도에서 도시에 의해 의도되지 않고, 도 구성요소의 상대 크기는 도에서 임의의 구성요소의 크기를 제한하도록 의도되지 않는다. 치수 또는 값이 아래의 설명에서 지정된 경우, 치수 또는 값은 단지 예시적 목적으로 제공된다. 또한, 특정한 재료 또는 정렬은 도의 특정 부분의 그늘짐 덕분에 요구되도록 의도되지 않고, 심지어 도에서 상이한 구성요소가 차이의 목적을 위하여 그늘짐을 포함할 수 있어도, 상이한 구성요소는 동일한 또는 유사한 재료를, 원한다면, 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료를 포함하는 코어층은 예시 목적으로 그루터기 또는 점을 포함하는 것으로 보여진다. 그루터기 및 점의 정렬은 특정한 도 기재의 맥락에서 달리 구체화되지 않는 한 임의의 특정한 분포를 암시하는 것으로 의도되지 않는다. Given the benefit of this disclosure, it will be appreciated by those skilled in the art that certain dimensions or features in the figures may be expanded, distorted or shown in an otherwise liberal or non-proportional manner to provide a more user-friendly version of the figures. will be recognized as No specific thickness, width or length is intended by illustration in the figures, and the relative sizes of figure elements are not intended to limit the size of any element in the figures. Where dimensions or values are specified in the description below, the dimensions or values are provided for illustrative purposes only. Additionally, no specific material or arrangement is intended to be required by virtue of shading of specific portions of a figure, and even though different components of a figure may include shading for purposes of differentiation, the different components may be made of the same or similar materials. You can include it if you wish. In some cases, the core layer comprising an expandable graphite material is shown to include stumps or dots for illustrative purposes. The arrangement of stumps and dots is not intended to imply any particular distribution unless otherwise specified in the context of a particular diagram description.

상세한 설명details

특정 구현예는 본원에서 개시된 기술의 더욱 사용자 친화적인 설명을 제공하기 위해 단수 및 복수의 용어들을 참조로 아래에 기재되어 있다. 이들 용어들은 단지 편의상 목적으로 사용되고 본원에서 기재된 특정한 구현예에 존재함에 따라 달리 지적되지 않는 한 특정 특징의 포함 또는 배제로서 프리프레그, 코어, 물품, 복합체 및 다른 요지를 제한하도록 의도되지 않는다. Certain embodiments are described below with reference to singular and plural terms to provide a more user-friendly description of the technology disclosed herein. These terms are used for convenience purposes only and are not intended to limit prepregs, cores, articles, composites and other subject matter to the inclusion or exclusion of specific features as they exist in the particular embodiments described herein, unless otherwise indicated.

본원에서 기재된 특정 물품은 FMVSS 302 테스트 또는 SAE J369 테스트 표준을 충족시키는 것이 언급된다. 이들 테스트는 일반적으로 등가이고 연소 속도 측정을 결정하기 위해 사용된다. 간단히 말해서, 테스트는 수평 연소 챔버, 가스배출 후드, 약 12 인치 길이의 표본을 다룰만큼 충분히 큰 토트, 물 공급원, 타이머, 라이터 및 괘선기를 이용한다. 표본 크기는 약 4 인치 곱하기 약 12 인치이고 5개 이상의 표본은 전형적으로 시험된다. 표본의 접착측은 전형적으로 연소 처리된다. FMVSS 302 테스트를 위하여, 가스배출 후드는 약 150 입방 피트 / 분의 기류를 제공할만큼 충분히 전형적으로 개방된다. SAE J369 테스트를 위하여, 가스배출 후드는, 예를 들어, 동일한 기류를 제공하기 위해 개방될 수 있거나 또는 모든 방향으로 개방될 수 있다. 본원에서 달리 지적되지 않는 한, FMVSS 302 테스트는 SAE J369 테스트와 상호교환될 수 있다. 이들 테스트의 결과는 DNI, SE/0, SE/NBR, SE/B, B, 및 RB를 포함하는 몇 개의 방식으로 분류될 수 있다. DNI는 15초 점화 기간 동안 또는 이후 연소를 유지하지 않는 재료 및/또는 하나의 표면을 거쳐 앞에서 선택된 거리까지 연소를 이동시키지 않는 재료를 지칭한다. SE/0은 표면상에서 점화하는 재료를 지칭하지만, 그러나 연소는 선택된 거리를 이동하기 전에 자체 소멸한다. SE/NBR은 타이밍의 시작부터 60 초 동안 연소되기 전 연소를 중단하는 및 타이밍이 시작된 지점부터 약 50 mm 초과 연소하지 않는 재료를 지칭한다. SE/B는 제2 거리에 도달 이전 자체 소멸하지만 선택된 거리를 전면 진행하는 선도적인 연소를 지칭한다. B는 전체 거리를 연소하는 재료를 지칭한다. RB는 연소 속도의 시간을 재는 것이 가능하지 않을 정도로 빠르게 연소하는 재료를 지칭한다. 하나 이상의 연소 거리, 연소 시간, 연소 속도, 및 재료가 자기-소멸하는지 여부는 또한 측정될 수 있다. 표본은 연소가 약 102 mm / 분 미만 이동하면 FMVSS 302 또는 SAE J369 테스트를 "충족" 또는 "통과"하는 것으로 고려될 수 있다. 표본은 이들이 102 mm / 분보다 더 빠르게 연소하면 테스트를 실패할 수 있다. Certain articles described herein are said to meet the FMVSS 302 test or SAE J369 test standards. These tests are generally equivalent and are used to determine combustion rate measurements. Briefly, the test utilizes a horizontal combustion chamber, an exhaust hood, a tote large enough to handle specimens about 12 inches long, a water source, a timer, a lighter, and a ruler. The sample size is about 4 inches times about 12 inches and five or more specimens are typically tested. The adhesive side of the specimen is typically fired. For FMVSS 302 testing, the exhaust hood is typically opened sufficiently to provide an airflow of approximately 150 cubic feet per minute. For SAE J369 testing, the exhaust hood can be open, for example, to provide equal airflow or can be open in all directions. Unless otherwise indicated herein, the FMVSS 302 test is interchangeable with the SAE J369 test. The results of these tests can be classified in several ways, including DNI, SE/0, SE/NBR, SE/B, B, and RB. DNI refers to a material that does not maintain combustion during or after the 15 second ignition period and/or does not transfer combustion across a surface to a previously selected distance. SE/0 refers to a material that ignites on the surface, but self-extinguishes before the combustion travels the selected distance. SE/NBR refers to a material that stops burning before burning for 60 seconds from the start of timing and does not burn more than approximately 50 mm from the point where timing started. SE/B refers to a leading burn that self-annihilates before reaching the second distance but progresses fully over the selected distance. B refers to materials that burn the entire distance. RB refers to materials that burn so rapidly that it is not possible to time the combustion rate. One or more of the burning distance, burning time, burning speed, and whether the material self-annihilates can also be measured. A specimen may be considered to “meet” or “pass” the FMVSS 302 or SAE J369 tests if the combustion travels less than approximately 102 mm/min. Specimens may fail the test if they burn faster than 102 mm/min.

특정 경우에서, 열가소성 복합품은 최종 형성된 부품 또는 물품을 제공하기 위해 다양한 형상으로 종종 성형 또는 가공된다. 가공 동안, 가공되도록 물품의 하나 이상의 구성요소 또는 층들의 전체 두께를 증가하는 것이 바람직할 수 있다. 본원에서 기재된 일부 형태에서, 열가소성 프리프레그 또는 열가소성 코어에서 팽창성 흑연 재료의 존재는 가열, 성형 또는 다른 온도 또는 가공 작업 동안 물품 (또는 이의 부분)의 전체 두께의 변경을 허용한다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료는, 예를 들면, 열가소성 재료 및 다수의 섬유를 포함한 열가소성 프리프레그 또는 코어의 공소에서 표면부터 표면까지 실질적으로 균일한 분포로 분산된다. 특정 예에서, 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어에서 다른 재료에 비-공유 결합된다. 추가 예에서, 팽창성 흑연 재료는 열가소성 재료에 존재한 하나 이상의 그룹에 공유 결합될 수 있거나 또는 다수의 섬유의 하나 이상의 그룹에 공유 결합될 수 있거나 또는 모두일 수 있다. 사용된 정확한 로프팅 온도는 프리프레그, 코어 및 물품에서 존재한 다른 재료에 의존하여 다양할 수 있고, 일부 경우에서, 로프팅 온도는 프리프레그, 코어 및 물품에서 존재한 열가소성 재료(들)의 용융점 온도 초과 또는 동등일 수 있다. In certain cases, thermoplastic composites are often molded or machined into various shapes to provide a final formed part or article. During processing, it may be desirable to increase the overall thickness of one or more components or layers of the article to be processed. In some forms described herein, the presence of an expandable graphite material in the thermoplastic prepreg or thermoplastic core allows for changes in the overall thickness of the article (or portion thereof) during heating, forming or other temperature or processing operations. In some cases, the expandable graphite material is dispersed in a substantially uniform distribution from surface to surface, for example, in the cavity of a thermoplastic prepreg or core comprising a thermoplastic material and a plurality of fibers. In certain examples, the expandable graphite material is non-covalently bound to another material in the prepreg or core. In a further example, the expandable graphite material may be covalently bonded to one or more groups present in a thermoplastic material, or may be covalently bonded to one or more groups of a plurality of fibers, or both. The exact lofting temperature used may vary depending on the prepreg, core, and other materials present in the article, and in some cases, the lofting temperature is the melting temperature of the prepreg, core, and thermoplastic material(s) present in the article. It may be above or equal to the temperature.

특정 형태에서, 본원에서 기재된 물품은 프리프레그 또는 코어층을 포함할 수 있다. 임의의 특정한 이론에 의해 구속됨의 바램 없이, 프리프레그는 일반적으로 코어의 완전히 경화된 또는 가공된 버전이 아니다. 예를 들어, 열가소성 재료, 다수의 섬유 및 팽창성 흑연 재료를 포함한 부분적으로 경화된 층은 일반적으로 프리프레그로 지칭되고, 반면에 열가소성 재료, 다수의 섬유 및 팽창성 흑연 재료를 포함한 (로프팅될 수 있거나 또는 아직 로프팅되지 않을 수 있는) 완전히 경화된 층은 일반적으로 코어 또는 코어층으로 지칭된다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 코어가 경화될 수 있어도, 코어는, 그의 형상을 변경하기 위해 또는 의도한 용도에 적합한 형성된 물품 또는 생성물을 제공하기 위해, 그의 두께를 증가시키도록 더욱 추가로 가공될 수 있다. 아래 설명은 모든 프리프레그 및 코어를 참조하고 프리프레그에 관련되어 사용된 재료 (및 그의 양 및 특성)은 원한다면 코어에서 또한 사용될 수 있다. In certain forms, the articles described herein may include a prepreg or core layer. Without wishing to be bound by any particular theory, prepregs are generally not fully cured or processed versions of the core. For example, a partially cured layer comprising a thermoplastic material, a plurality of fibers and an expandable graphite material is generally referred to as a prepreg, whereas a partially cured layer comprising a thermoplastic material, a plurality of fibers and an expandable graphite material (which may be lofted or The fully cured layer (which may or may not yet be lofted) is generally referred to as the core or core layer. As mentioned herein, although the core may be hardened, the core may be further processed to change its shape or to increase its thickness to provide a formed article or product suitable for the intended use. You can. The description below refers to all prepregs and cores and the materials (and their amounts and properties) used in relation to prepregs may also be used in cores if desired.

본원에서 기재된 특정 형태에서, 팽창성 흑연 (EG) 재료는 프리프레그, 코어 및 물품의 선택적 로프팅을 제공하기 위해 프리프레그 코어 및 물품에서 포함된다. 로프팅은 처리 조건, 예를 들면, 열 및/또는 압력의 적용 동안 또는 이후 프리프레그, 코어 또는 물품의 두께의 전체 증가를 일반적으로 지칭한다. 예를 들어, EG 재료는 프리프레그, 코어 또는 물품이 제1 온도 및/또는 제1 가열 조건에서 로프팅하기에 실질적으로 비감수성이고 그 다음 제2 온도 및/또는 제2 가열 조건에서 로프팅하기에 감수성이도록 선택될 수 있다. 일부 경우에서, EG 재료를 포함한 프리프레그, 코어 및 물품은 대류 가열 조건하에서 실질적인 정도까지 로프팅하지 않고, 반면에, EG 재료를 포함한 프리프레그, 코어 및 물품은 적외선 가열 조건하에서 로프팅한다. 다른 경우에서, EG 재료를 포함한 프리프레그, 코어 및 물품은 제1 온도에서 실질적인 정도까지 로프팅하지 않고 그 다음 제2 온도에서 실질적인 정도까지 로프팅한다. 예를 들어, 특정 자동차 적용에서, EG 재료는 하기에서 실질적으로 로프팅하지 않도록 선택될 수 있다: 200 섭씨온도 및 220도에서 로프팅하도록섭씨. 임의의 특정한 이론에 의해 구속됨의 바램 없이, 제1 및 제2 온도는 프리프레그, 코어 또는 물품에서 존재한 열가소성 재료에 의존하여 다양할 수 있다. 특정 경우에서, EG 재료는 선택되어 이로써 로프트 온도가 하기일 때까지 실질적으로 로프트는 발생하지 않는다: 약 20 섭씨온도 이상 (열가소성 재료의 용융점 보다). 다른 경우에서, EG 재료는 선택되어 이로써 로프트 온도가 하기일 때까지 실질적으로 로프트는 발생하지 않는다: 약 40 섭씨온도 이상 (열가소성 재료의 용융점 보다). 추가 사례에서, EG 재료 (및/또는 로프팅 조건)은 선택되어 이로써 로프트 온도가 하기일 때까지 실질적으로 로프트는 발생하지 않는다: 약 60 섭씨온도 이상 (열가소성 재료의 용융점 보다). 일부 경우에서, EG 재료는 선택되어 이로써 로프트 온도가 하기일 때까지 실질적으로 로프트는 발생하지 않는다: 약 80 섭씨온도 이상 (열가소성 재료의 용융점 보다).In certain forms described herein, an expanded graphite (EG) material is included in the prepreg core and article to provide selective lofting of the prepreg, core, and article. Lofting generally refers to the overall increase in the thickness of a prepreg, core or article during or following the application of processing conditions, such as heat and/or pressure. For example, the EG material is substantially insusceptible to the prepreg, core or article to lofting at a first temperature and/or first heating condition and then to lofting at a second temperature and/or second heating condition. can be selected to be sensitive to In some cases, prepregs, cores and articles comprising EG materials do not loft to a substantial extent under convective heating conditions, whereas prepregs, cores and articles comprising EG materials do loft under infrared heating conditions. In other cases, prepregs, cores and articles containing EG materials do not loft to a substantial extent at a first temperature and then loft to a substantial extent at a second temperature. For example, in certain automotive applications, EG materials may be selected to substantially not loft at 200 degrees Celsius and to loft at 220 degrees Celsius. Without wishing to be bound by any particular theory, the first and second temperatures may vary depending on the prepreg, core, or thermoplastic material present in the article. In certain cases, EG materials are selected such that substantially no loft occurs until the loft temperature is: greater than about 20 degrees Celsius (above the melting point of the thermoplastic material). In other cases, the EG material is selected so that substantially no loft occurs until the loft temperature is: greater than about 40 degrees Celsius (above the melting point of the thermoplastic material). In further cases, the EG material (and/or lofting conditions) are selected such that substantially no loft occurs until the loft temperature is: greater than about 60 degrees Celsius (above the melting point of the thermoplastic material). In some cases, EG materials are selected such that substantially no loft occurs until the loft temperature is: greater than about 80 degrees Celsius (above the melting point of the thermoplastic material).

일부 경우에서, 본원에서 기재된 프리프레그, 코어 및 물품은 오픈 셀 구조, 예를 들면, 공극을 포함하는 다공성 또는 투과성 재료이다. 상기 오픈 셀 구조의 존재는 다공성 구조 내에서 포획된 공기가 가연성을 유지할 것임에 따라 프리프레그, 코어 및 물품이 난연성이도록 하는 것을 더욱 어렵게 만들고 및/또는 구성요소가 자기-소멸하는 것을 더욱 어렵게 한다. 열가소성 재료 및 섬유와 조합으로 EG 재료를 포함시킴으로써, 프리프레그, 코어 및 물품은 난연성 및/또는 자기-소멸성일 수 있다. 예를 들어, 1989년자 ISO 3795 및 2004년자 ASTM D5132에 일반적으로 등가물인, 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족시키기 위한 다수의 강화 섬유, 열가소성 재료, 및 유효한 양의 팽창성 흑연 입자를 포함한 다공성 코어층을 포함한 물품이 생산될 수 있다. 원한다면, EG 재료는 다공성 코어층의 공소에서 균일하게 분산될 수 있다. 다른 재료의 외피는 또한 원한다면 다공성 코어층상에 배치될 수 있다. In some cases, the prepregs, cores and articles described herein are open cell structures, such as porous or permeable materials containing voids. The presence of the open cell structure makes it more difficult to make the prepreg, core and article flame retardant and/or more difficult for the component to self-extinguish as air trapped within the porous structure will remain flammable. By including EG materials in combination with thermoplastic materials and fibers, prepregs, cores and articles can be flame retardant and/or self-extinguishing. For example, a plurality of reinforcing fibers, a thermoplastic material, and an effective amount of expanded graphite to meet the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability test, which is generally equivalent to ISO 3795, 1989, and ASTM D5132, 2004. An article can be produced that includes a porous core layer containing particles. If desired, the EG material can be uniformly dispersed in the pores of the porous core layer. A skin of other materials may also be disposed on the porous core layer, if desired.

특정 형태에서, 오픈 셀 구조, 예를 들면, 공소를 함께 갖는 다수의 섬유 및 하나 이상의 열가소성 재료를 포함한 다공성 프리프레그는 생산될 수 있다. 일부 형태에서, 팽창성 흑연 재료는 팽창성 흑연 재료가 일반적으로 열가소성 재료 및/또는 섬유와 공유결합하지 않는 방식으로 공소에 부하될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 재료 및/또는 섬유는 이들이 팽창성 흑연 재료와 일반적으로 불활성 또는 비-반응성이도록 선택될 수 있다. 팽창성 흑연 재료가 열가소성 재료 및/또는 섬유에 공유결합할 수 없어도, 전형적으로 팽창성 흑연 재료 자체에 또는 내부에 존재한 공유 결합이 있다. 다른 경우에서, 프리프레그에서 일부 공유 결합된 팽창성 흑연 재료를 제공하기 위해 열가소성 재료, 섬유 또는 모두에 팽창성 흑연 재료를 공유결합하는 것이 바람직할 수 있다. 심지어 결합된 팽창성 흑연 재료가 존재하는 경우, 팽창성 흑연 재료는 바람직하게는 프리프레그의 로프팅을 허용하기 위해 적당한 조건 예컨대, 예를 들어, 방사선 가열하에서 그의 점거된 용적을 여전히 증가시킬 수 있다. 일부 경우에서, 모든 공유 결합된 팽창성 흑연 재료 및 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 또한 프리프레그에서 존재할 수 있다. 일부 형태의 프리프레그는 팽창성 흑연 재료의 약 100%가 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있는 반면, 약한 상호작용 예컨대 반데르발스’ 상호작용 또는 정전기 상호작용은 팽창성 흑연 재료와 프리프레그의 다른 구성요소 사이에서 발생할 수 있다. In certain forms, porous prepregs can be produced comprising one or more thermoplastic materials and a plurality of fibers having an open cell structure, for example, pores together. In some forms, the expandable graphite material can be loaded into the void in a manner that the expandable graphite material does not generally covalently bond with the thermoplastic material and/or fibers. For example, thermoplastic materials and/or fibers can be selected so that they are generally inert or non-reactive with the expandable graphite material. Although the expandable graphite material cannot covalently bond to the thermoplastic material and/or fibers, there are typically covalent bonds present on or within the expandable graphite material itself. In other cases, it may be desirable to covalently bond the expandable graphite material to a thermoplastic material, fiber, or both to provide some covalently bonded expandable graphite material in the prepreg. Even when bound expandable graphite material is present, the expandable graphite material can still increase its occupied volume, preferably under suitable conditions such as, for example, radiation heating to allow lofting of the prepreg. In some cases, both covalently bonded expandable graphitic material and non-covalently bonded expandable graphitic material may also be present in the prepreg. Some forms of prepreg may comprise about 100% of the expandable graphitic material non-covalently bound, while weak interactions such as van der Waals' interactions or electrostatic interactions may occur between the expandable graphitic material and the prepreg. It can occur between different components of .

특정 예에서 및 하기를 참조하면: 도1A, 프리프레그 100은 열가소성 재료 및 다수의 섬유를 포함하는 것이 보여진다. 프리프레그 100은 또한 프리프레그 100을 통해 분산된 (점 105로서 예시 목적으로 보여진) 팽창성 흑연 재료를 포함한다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료 분산액은 프리프레그 100의 제1 표면 102부터 제2 표면 104까지 실질적으로 균질 또는 실질적으로 균일할 수 있다. 본원에서 더 상세히 기재된 바와 같이, 프리프레그 100에서 팽창성 흑연 재료의 상기 실질적으로 균질한 또는 실질적으로 균일한 분포를 달성하기 위해, 프리프레그 100의 구성요소는 분산액을 형성하기 위해 함께 혼합될 수 있다. 분산액이 분산액에서 팽창성 흑연 재료, 열가소성 재료 및 섬유의 실질적으로 균질한 또는 실질적으로 균일한 혼합물을 포함할 때까지 혼합은 수행될 수 있다. 프리프레그 100은 그 다음 본원에서 기재된 바와 같이, 예를 들면, 적합한 층화 공정을 이용하여 와이어 스크린상에 분산액의 배치에 의해 형성될 수 있다. 다른 형태에서, 더 많은 팽창성 흑연 재료가 다른 표면보다 표면 102, 104 중 하나에 대하여 존재하는 정도로 표면 102부터 표면 104까지 팽창성 흑연 재료의 구배 분포를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 구현예에서, 팽창성 흑연 재료의 실질적으로 균일한 분포는 프리프레그 100에 존재하고 그 다음 추가의 팽창성 흑연 재료는 구배 분포를 제공하기 위해 프리프레그 100의 하나에 부가된다. 상기 추가의 팽창성 흑연 재료는, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료를 포함한 용액의 분무 또는 코팅에 의해 프리프레그 100에 직접적으로 부가될 수 있거나, 또는 프리프레그 100에 외피, 추가의 프리프레그 또는 팽창성 흑연 재료를 포함한 다른 구성요소의 커플링에 의해 부가될 수 있다. 예를 들어 및 하기를 참조하면: 도2A, 제1 프리프레그 210 및 제1 프리프레그 210상에 배치된 제2 프리프레그 220이 보여진다. 각각의 제1 프리프레그 210 및 제2 프리프레그 220은 팽창성 흑연 재료의 실질적으로 균일한 분포를 포함하지만, 그러나 프리프레그 210, 220에서 팽창성 흑연 재료의 양은 상이하다. 원한다면, 그러나, 단 하나의 프리프레그 210, 220은 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있고 다른 프리프레그는 로프팅제를 포함하지 않을 수 있거나 또는 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 마이크로구형체 이외의 로프팅제를 포함할 수 있다. 마이크로구형체는 팽창성 흑연 재료와 조합으로 존재할 수 있거나 또는 임의의 팽창성 흑연 재료 없이 프리프레그 210, 220 중 하나로 존재할 수 있다. 프리프레그 210, 220의 열가소성 재료는 하기를 제공하기 위해 용융될 수 있다: 단일 프리프레그 250 (도2B). 함께 프리프레그 210, 220의 용융의 결과는 표면 254에 인접하여 존재한 양과 비교되는 경우 표면 252에 인접한 팽창성 흑연 재료의 증가된 양으로 프리프레그 250에서 팽창성 흑연 재료의 구배 분포이다. 프리프레그 250의 정확한 전체 두께는 사용된 조건에 의존하여 다양할 수 있고 특정한 두께는 하기에서 암시되도록 의도되지 않는다: 도2B.In a specific example and with reference to the following: Figure 1A, prepreg 100 is shown comprising a thermoplastic material and a plurality of fibers. The prepreg 100 also includes an expandable graphite material (shown for illustration purposes as point 105) dispersed throughout the prepreg 100. In some cases, the expandable graphite material dispersion may be substantially homogeneous or substantially uniform from the first surface 102 to the second surface 104 of the prepreg 100. As described in more detail herein, to achieve the substantially homogeneous or substantially uniform distribution of expandable graphite material in prepreg 100, the components of prepreg 100 can be mixed together to form a dispersion. Mixing may be performed until the dispersion comprises a substantially homogeneous or substantially uniform mixture of the expandable graphite material, thermoplastic material and fibers in the dispersion. Prepreg 100 can then be formed by placing the dispersion on a wire screen, for example, using a suitable layering process, as described herein. In another form, it may be desirable to provide a gradient distribution of expandable graphite material from surfaces 102 to surfaces 104 such that more expandable graphite material is present for one of surfaces 102, 104 than for the other surface. In some embodiments, a substantially uniform distribution of expandable graphite material is present in the prepreg 100 and then additional expandable graphite material is added to one of the prepregs 100 to provide a gradient distribution. The additional expandable graphite material may be added directly to the prepreg 100, for example by spraying or coating a solution containing the expandable graphite material, or may be added to the prepreg 100 as a shell, additional prepreg or expandable graphite material. It can be added by coupling other components including. For example and with reference to the following: Figure 2A, a first prepreg 210 and a second prepreg 220 disposed on the first prepreg 210 are shown. Each first prepreg 210 and second prepreg 220 includes a substantially uniform distribution of expandable graphite material, but the amount of expandable graphite material in the prepregs 210, 220 is different. If desired, however, only one prepreg 210, 220 may include an expandable graphite material and the other prepreg may not include a lofting agent or may contain a lofting agent other than an expandable graphite material, e.g., microspheres. It can be included. The microspheres may be present in combination with an expandable graphite material or as one of the prepregs 210, 220 without any expandable graphite material. The thermoplastic material of prepregs 210, 220 can be melted to provide: a single prepreg 250 (Figure 2B). The result of melting prepregs 210, 220 together is a gradient distribution of expandable graphitic material in prepreg 250 with an increased amount of expandable graphitic material adjacent surface 252 when compared to the amount present adjacent surface 254. The exact overall thickness of prepreg 250 may vary depending on the conditions used and no specific thickness is intended to be implied below: Figure 2B.

다른 형태에서, 프리프레그내 팽창성 흑연 재료의 분포는 프리프레그에 팽창성 흑연 재료를 포함한 다른 재료 또는 외피의 커플링에 의해 제공될 수 있다. 하기를 참조하면: 도2C, 팽창성 흑연 재료를 포함한 외피 270은 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료를 포함한 프리프레그 260상에 배치된 것으로 보여진다. 요구되지 않지만, 외피 270은 프리프레그 260의 사전-로프팅된 두께보다 훨씬 더 낮은 두께에서 전형적으로 존재한다. 또한, 인식할 수 있는 인터페이스는 전형적으로 외피 270과 인터페이스 260 사이에 존재하고, 반면에 하기와 관련되어 기재된 바와 같이, 서로에 대한 2개 프리프레그의 커플링은: 도2B, 일반적으로 마지막으로 커플링된 프리프레그 250에서 임의의 인식할 수 있는 인터페이스를 초래하지 않는다. 다른 경우에서, 외피 270은 임의의 실질적인 인터페이스 없이 커플링된 외피/프리프레그 복합체 재료를 제거하기 위해 외피 270과 프리프레그 260을 커플링하도록 프리프레그 260에 용융될 수 있다. 원한다면 및 이하에서 더 상세히 기재된 바와 같이, 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있는, 추가의 외피는 또한 외피 270으로부터 반대 측에서 프리프레그에 커플링될 수 있다. In another form, the distribution of the expandable graphite material within the prepreg may be provided by coupling the prepreg with another material or shell containing the expandable graphite material. Referring to the following: Figure 2C, a sheath 270 comprising an expandable graphite material is shown disposed on a prepreg 260 comprising a thermoplastic material, reinforcing fibers and an expandable graphite material. Although not required, sheath 270 is typically at a thickness much lower than the pre-lofted thickness of prepreg 260. Additionally, a recognizable interface typically exists between the shell 270 and the interface 260, while the coupling of the two prepregs to each other, as described in connection below: Figure 2B, typically couples last. It does not result in any recognizable interface in the ringed prepreg 250. In other cases, sheath 270 may be melted to prepreg 260 to couple sheath 270 and prepreg 260 to remove the coupled sheath/prepreg composite material without any substantial interface. Additional sheaths, which may or may not include an expandable graphite material, may also be coupled to the prepreg on the opposite side from sheath 270, if desired and as described in more detail below.

특정 형태에서, 프리프레그의 열가소성 재료는 섬유 형태, 입자 형태, 수지 형태 또는 다른 적합한 형태로 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그에서 사용된 열가소성 재료는 입자 형태로 존재할 수 있고 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기와 실질적으로 동일한 평균 입자 크기를 갖는다. 임의의 특정한 과학적 이론에 구속됨의 바램 없이, 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료의 입자 크기의 매칭에 의해, 예를 들어, 프리프레그에서 팽창성 흑연 재료의 증가된 체류를 포함한 프리프레그의 향상된 가공은 달성될 수 있다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기 및 열가소성 재료의 평균 입자 크기는 약 5% 내지 약 10%만큼 다양할 수 있고 향상된 가공은 여전히 달성될 수 있다. 특정 형태에서, 프리프레그에서 각각의 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기는 약 50 마이크론 내지 약 90 마이크론만큼 상이할 수 있다. 일부 형태에서, 팽창성 흑연의 평균 입자 크기는 향상된 가공을 제공하기 위해 열가소성 재료 입자의 평균 입자 크기의 적어도 50%이다. 다른 경우에서, 열가소성 재료의 평균 입자 크기와 약 동일한 평균 입자 크기를 가진 팽창성 흑연 재료는 열가소성 재료의 평균 입자 크기보다 상이한 평균 입자 크기의 팽창성 흑연 재료와 함께 존재할 수 있다. 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기가 상이할 수 있어도, 팽창성 흑연 재료의 화학 조성물은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 더욱 다른 형태에서, 상이한 평균 입자 크기를 가진 2 이상의 열가소성 재료가 존재할 수 있다. 원한다면, 열가소성 재료의 평균 입자 크기와 실질적으로 동일한 평균 입자 크기를 갖는 2개의 팽창성 흑연 재료가 존재할 수 있다. 2개의 팽창성 흑연 재료는 화학적으로 동일할 수 있거나 또는 화학적으로 상이할 수 있다. 유사하게, 열가소성 재료는 화학적으로 동일할 수 있거나 (그러나 상이한 평균 입자 크기를 갖는다) 또는 화학적으로 상이할 수 있다. In certain forms, the thermoplastic material of the prepreg may be in fiber form, particulate form, resin form, or other suitable form. In some cases, the thermoplastic material used in the prepreg may be in particle form and have an average particle size that is substantially the same as the average particle size of the expandable graphite material. Without wishing to be bound by any particular scientific theory, by matching the particle sizes of the thermoplastic material and the expandable graphite material, improved processing of the prepreg, including, for example, increased retention of the expandable graphite material in the prepreg, may be achieved. You can. In some cases, the average particle size of the expandable graphite material and the average particle size of the thermoplastic material can vary by about 5% to about 10% and improved processing can still be achieved. In certain forms, the average particle size of each thermoplastic material and expandable graphite material in the prepreg may differ by about 50 microns to about 90 microns. In some forms, the average particle size of the expanded graphite is at least 50% of the average particle size of the thermoplastic material particles to provide improved processing. In other cases, an expanded graphite material having an average particle size about the same as that of the thermoplastic material may be present along with an expanded graphite material having an average particle size that is different than the average particle size of the thermoplastic material. Although the average particle size of the expandable graphite material may be different, the chemical composition of the expandable graphite material may be the same or different. In yet another form, there may be two or more thermoplastic materials with different average particle sizes. If desired, there may be two expandable graphite materials having an average particle size that is substantially the same as the average particle size of the thermoplastic material. The two expandable graphite materials may be chemically identical or may be chemically different. Similarly, thermoplastic materials may be chemically identical (but have different average particle sizes) or may be chemically different.

특정 구현예에서, 프리프레그 100은 일반적으로 공소가 프리프레그에 존재하도록 오픈 셀 구조의 실질적인 양을 포함한다. 예를 들어, 코어층은 하기의 기공 함량 또는 다공도를 포함할 수 있다: 0-30%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60-90%, 0-40%, 0-50%,0-60%,0-70%,0-80%,0-90%, 10-50%, 10-60%, 10-70%, 10-80%, 10-90%, 10-95%, 20-60%, 20-70%, 20-80%, 20-90%, 20-95%, 30-70%, 30-80%, 30-90%, 30-95%, 40-80%, 40-90%, 40-95%, 50-90%, 50-95%, 60-95% 70-80%, 70-90%, 70-95%, 80-90%, 80-95% 또는 이들 예시적인 범위 내에서 임의의 예시적인 값. 일부 경우에서, 프리프레그는 0% 초과의 다공도 또는 기공 함량을 포함하고, 예를 들면, 약 95%까지 완전히 통합되지 않는다. 달리 언급되지 않는 한, 특정 기공 함량 또는 다공도를 포함한 프리프레그에 대한 참조는 프리프레그의 총 용적에 기반되고 프리프레그 플러스 프리프레그에 커플링된 임의의 다른 재료 또는 층들의 총 용적에 필연적으로 기반되지 않는다. In certain embodiments, the prepreg 100 generally includes a substantial amount of open cell structure such that vacancies are present in the prepreg. For example, the core layer may include the following pore contents or porosity: 0-30%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60%. -90%, 0-40%, 0-50%,0-60%,0-70%,0-80%,0-90%, 10-50%, 10-60%, 10-70%, 10 -80%, 10-90%, 10-95%, 20-60%, 20-70%, 20-80%, 20-90%, 20-95%, 30-70%, 30-80%, 30 -90%, 30-95%, 40-80%, 40-90%, 40-95%, 50-90%, 50-95%, 60-95% 70-80%, 70-90%, 70- 95%, 80-90%, 80-95% or any exemplary value within these exemplary ranges. In some cases, the prepreg includes a porosity or pore content greater than 0% and is not fully consolidated, for example, to about 95%. Unless otherwise stated, reference to a prepreg with a specific pore content or porosity is based on the total volume of the prepreg and not necessarily the total volume of the prepreg plus any other materials or layers coupled to the prepreg. No.

특정 구현예에서, 프리프레그에 존재한 고다공도는 프리프레그의 기공 내에서 팽창성 흑연 재료의 포획을 허용한다. 예를 들어, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 방식으로 공소에 있을 수 있다. 열 또는 다른 작은 변화의 적용은 프리프레그의 전체 두께를 차례로 증가시키는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료의 용적을 증가시키는 작용을 할 수 있고, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료의 크기가 증가하고 및/또는 추가의 공기가 프리프레그에서 포획됨에 따라 두께는 증가한다. 예를 들어, 팽창성 흑연 재료는 적합한 자극, 예를 들면, 복사열이 프리프레그의 전체 두께를 증가시키는 기능을 하도록 로프팅제로서 작동될 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그에서 팽창성 흑연 재료는 단계식 로프팅제로서 기능하는데 유효하다. 본원에서 사용된 바와 같이, 단계식 로프팅 또는 단계식 로프팅제는 두께가 온도, 그 다음 안정기와 함께 증가하고, 그 다음 온도 증가와 함께 다시 증가하는 로프팅제를 지칭한다. 하기에서 예시를 참조하면: 도1B, 2개의 가설 로프팅 곡선은, 예를 들어, 선형 로프팅제 예컨대 마이크로구형체를 나타낸 하나의 곡선 150 및, 예를 들어 단계식 로프팅제 예컨대 팽창성 흑연 재료를 나타낸 다른 곡선 160으로 보여진다. 선형 로프팅제의 용적은 일반적으로 온도 증가의 함수로서 선형으로 증가한다. 많은 로프팅제, 예컨대 마이크로구형체 로프팅제가 2원 방식으로 기능하고 특정 온도에서 비-로프팅된부터 완전히 로프팅된까지 움직임에 따라 기울기는 급격해지는 경향이 있다. 그에 반해서, 단계식 로프팅제의 용적은 일반적으로 온도의 함수로서 단계적으로 증가한다. 용적에서 단계식 증가는 전체 프리프레그 두께의 향상된 제어를 제공하고 과-로프트의 가능성을 감소시킨다. 팽창성 흑연 재료를 포함한 프리프레그를 이용한 원하는 두께는 적합한 가공 온도를 선택함으로써 달성될 수 있다. 두께가 충분하지 않으면, 많은 사례에서, 더 높은 온도는 그 다음 원하는 두께까지 전체 두께를 증가시키기 위해 적용될 수 있다. In certain embodiments, the high porosity present in the prepreg allows entrapment of expandable graphitic material within the pores of the prepreg. For example, an expandable graphitic material can be co-located in a non-covalently bound manner. Application of heat or other small changes may act to increase the volume of the non-covalently bonded expandable graphitic material which in turn increases the overall thickness of the prepreg, e.g. increasing the size of the expandable graphite material and/ Alternatively, the thickness increases as additional air is captured in the prepreg. For example, expandable graphite materials can act as lofting agents such that a suitable stimulus, such as radiant heat, serves to increase the overall thickness of the prepreg. In some cases, expandable graphite materials in prepregs are effective to function as stepped lofting agents. As used herein, stepped lofting or stepped lofting agent refers to a lofting agent whose thickness increases with temperature, then plateaus, and then increases again with increasing temperature. Referring to the examples below: Figure 1B, two hypothetical lofting curves, one curve 150 representing, for example, a linear lofting agent such as a microsphere, and one representing, for example, a stepped lofting agent such as an expandable graphite material. Another curve is shown as 160. The volume of linear lofting agent generally increases linearly as a function of increasing temperature. Many lofting agents, such as microspherical lofting agents, function in a binary manner and the slope tends to steepen as it moves from non-lofted to fully lofted at a particular temperature. In contrast, the volume of a stepped lofting agent generally increases stepwise as a function of temperature. Stepwise increases in volume provide improved control of overall prepreg thickness and reduce the likelihood of over-loft. The desired thickness using prepreg containing expandable graphite material can be achieved by selecting an appropriate processing temperature. If the thickness is insufficient, in many cases higher temperatures can then be applied to increase the overall thickness to the desired thickness.

특정 구현예에서, 본원에서 기재된 프리프레그의 열가소성 재료는, 적어도 부분적으로, 모두 가소화된 및 가소화되지 않은, 하나 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴스티렌, 부타디엔, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테트라클로레이트, 및 폴리비닐 클로라이드, 및 서로 또는 다른 폴리머성 재료와 이들 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 다른 적합한 열가소성물질은, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 폴리아릴렌 에테르, 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트, 열가소성 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 폴리머, 비정질 나일론, 폴리아릴렌 에테르 케톤, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴 설폰, 폴리에테르 설폰, 액체 결정성 폴리머, PARMAX®로서 상업적으로 공지된 폴리(1,4 페닐렌) 화합물, 고열 폴리카보네이트 예컨대 Bayer's APEC® PC, 고온 나일론, 및 실리콘, 뿐만 아니라 서로 또는 다른 폴리머성 재료와 이들 재료의 합금 및 블렌드.프리프레그를 형성하기 위해 사용된 열가소성 재료는 분말 형태, 수지 형태, 로진 형태, 섬유 형태 또는 다른 적합한 형태로 사용될 수 있다. 다양한 형태로 예시적인 열가소성 재료는 본원에서 기재되고 또한, 예를 들어 하기에 기재된다: 미국공개 번호 20130244528 및 US20120065283.프리프레그에 존재한 열가소성 재료의 정확한 양은 다양할 수 있고 예시적인 양은 약 20중량 % 내지 약 80중량 % 범위이다. In certain embodiments, the thermoplastic material of the prepreg described herein is, at least partially, one or more polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile styrene, butadiene, polyethylene terephthalate, poly butylene terephthalate, polybutylenetetrachlorate, and polyvinyl chloride, and blends of these materials with each other or with other polymeric materials. Other suitable thermoplastics include, but are not limited to: polyarylene ethers, polycarbonates, polyestercarbonates, thermoplastic polyesters, polyimides, polyetherimides, polyamides, acrylonitrile-butylacrylate-styrene. Polymers, amorphous nylon, polyarylene ether ketone, polyphenylene sulfide, polyaryl sulfone, polyether sulfone, liquid crystalline polymer, poly(1,4 phenylene) compound commercially known as PARMAX®, high temperature polycarbonate such as Bayer's APEC® PC, high-temperature nylon, and silicone, as well as alloys and blends of these materials with each other or other polymeric materials. The thermoplastic materials used to form the prepreg may be in powder form, resin form, rosin form, fiber form, or Any other suitable form may be used. Exemplary thermoplastic materials in various forms are described herein and, for example, in U.S. Publication Nos. 20130244528 and US20120065283. The exact amount of thermoplastic material present in the prepreg may vary and an exemplary amount is about 20% by weight. It ranges from about 80% by weight.

특정 예에서, 본원에서 기재된 프리프레그의 섬유는 하기를 포함할 수 있다: 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 합성 유기 섬유, 특히 높은 모듈러스 유기 섬유 예컨대, 예를 들어, 파라- 및 메타-아라미드 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 또는 하기로서 사용에 적합한 본원에서 기재된 임의의 높은 용융 흐름 지수 수지: 섬유, 천연 섬유 예컨대 삼, 사이잘삼, 황마, 아마, 코이어, 케나프 및 셀룰로오스 섬유, 미네랄 섬유 예컨대 현무암, 미네랄 울 (예를 들면, 암면 또는 광재면), 규회석, 알루미나 실리카, 및 등, 또는 이들의 혼합물, 금속 섬유, 금속화된 천연 및/또는 합성 섬유, 세라믹 섬유, 원사 섬유, 또는 이들의 혼합물. 일부 구현예에서, 임의의 상기 언급된 섬유는 원하는 작용기를 제공하기 위해 또는 섬유에 다른 물리적 특성을 부여하기 위해 사용에 앞서 화학적으로 처리될 수 있고, 예를 들면, 이들이 열가소성 재료, 팽창성 흑연 재료 또는 모두와 반응할 수 있도록 화학적으로 처리될 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그에서 사용된 섬유는 열가소성 재료와 그 다음 혼합되는 유도된 섬유를 제공하기 위해 팽창성 흑연 재료와 먼저 반응될 수 있다. 대안적으로, 팽창성 흑연 재료는 섬유와 그 다음 혼합되는 유도된 열가소성 재료를 제공하기 위해 프리프레그의 열가소성 재료와 반응될 수 있다. 프리프레그에서 섬유 함량은 프리프레그의 약 20중량 % 내지 약 90중량 %, 더욱 특히 프리프레그의 약 30중량 % 내지 약 70중량 %일 수 있다. 전형적으로, 프리프레그를 포함한 복합품의 섬유 함량은 복합체의 약 20 중량 % 내지 약 90중량 %, 더욱 특히 약 30중량 % 내지 약 80중량 %, 예를 들면, 약 40 중량 % 내지 약 70중량 %에서 다양하다. 사용된 섬유의 특정한 크기 및/또는 배향은, 적어도 부분적으로, 사용된 폴리머 재료 및/또는 수득한 프리프레그의 원하는 특성에 의존할 수 있다. 적합한 추가의 유형의 섬유, 섬유 크기 및 양은, 본 개시내용의 이점이 주어지면, 당해 분야의 숙련가에 의해 쉽게 선택될 것이다. 하나의 비-제한 예시에서, 프리프레그를 제공하기 위해 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료 내에서 분산된 섬유는 일반적으로 약 5 마이크론 초과, 더욱 특히 약 5 마이크론 내지 약 22 마이크론의 직경, 및 약 5 mm 내지 약 200 mm의 길이를 갖고; 더욱 특히, 섬유 직경은 약 마이크론 내지 약 22 마이크론일 수 있고 섬유 길이는 약 5 mm 내지 약 75 mm일 수 있다. In certain examples, the fibers of the prepregs described herein may include: glass fibers, carbon fibers, graphite fibers, synthetic organic fibers, especially high modulus organic fibers such as, for example, para- and meta-aramid fibers. , nylon fibers, polyester fibers, or any of the high melt flow index resins described herein suitable for use as: fibers, natural fibers such as hemp, sisal, jute, flax, coir, kenaf and cellulosic fibers, mineral fibers. such as basalt, mineral wool (e.g., rock wool or slag wool), wollastonite, alumina silica, and the like, or mixtures thereof, metal fibers, metallized natural and/or synthetic fibers, ceramic fibers, yarn fibers, or the like. mixture of In some embodiments, any of the above-mentioned fibers may be treated chemically prior to use to provide desired functional groups or to impart other physical properties to the fibers, for example, whether they are thermoplastic materials, expandable graphite materials, or It can be chemically treated to react with everything. In some cases, the fibers used in the prepreg may first be reacted with an expandable graphite material to provide derived fibers that are then mixed with the thermoplastic material. Alternatively, the expandable graphite material can be reacted with the thermoplastic material of the prepreg to provide a derived thermoplastic material that is then mixed with the fibers. The fiber content in the prepreg may be from about 20% to about 90% by weight of the prepreg, and more particularly from about 30% to about 70% by weight of the prepreg. Typically, the fiber content of a composite comprising prepreg is from about 20% to about 90% by weight of the composite, more particularly from about 30% to about 80% by weight, such as from about 40% to about 70% by weight. Varies. The specific size and/or orientation of the fibers used may depend, at least in part, on the polymer material used and/or the desired properties of the resulting prepreg. Suitable additional types of fibers, fiber sizes and amounts will be readily selected by those skilled in the art, given the benefit of this disclosure. In one non-limiting example, the fibers dispersed within the thermoplastic material and the expandable graphite material to provide the prepreg have a diameter generally greater than about 5 microns, more particularly from about 5 microns to about 22 microns, and from about 5 mm to about 5 mm. has a length of about 200 mm; More specifically, the fiber diameter can be from about micron to about 22 microns and the fiber length can be from about 5 mm to about 75 mm.

특정 예에서, 본원에서 기재된 프리프레그의 팽창성 흑연 재료는 전형적으로 적층된 분자 층들에 존재한 하나 이상의 그래핀 기반 재료를 포함한다. 임의의 특정한 이론에 의해 구속됨의 바램 없이, 로프팅 능력의 제공에 더하여, 팽창성 흑연 재료는 또한 어느 정도의 난연성을 제공한다. 일부 구현예에서, 충분한 팽창성 흑연 재료가 존재하고, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료의 난연제 양이 프리프레그에서 존재하여 이로써 프리프레그가, 1989년자 ISO 3795 및 2004년자 ASTM D5132와 일반적으로 등가인, 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족시킨다. 상기 난연제 양은 외부 난연제가 실질적으로 없는 프리프레그의 작제를 허용할 수 있다. In certain instances, the prepreg expandable graphitic material described herein typically includes one or more graphene-based materials present in stacked molecular layers. Without wishing to be bound by any particular theory, in addition to providing lofting ability, expandable graphite materials also provide some degree of flame retardancy. In some embodiments, sufficient expandable graphite material is present, e.g., an amount of flame retardant of the expandable graphite material is present in the prepreg such that the prepreg has a flame retardant of the prepreg, which is generally equivalent to ISO 3795, 1989 and ASTM D5132, 1991, 2004. Meets Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability tests. The above flame retardant amounts can allow for the construction of prepregs that are substantially free of external flame retardants.

프리프레그에서 사용된 팽창성 흑연 재료의 정확한 유형은, 예를 들어, 원하는 로프팅 온도, 원하는 난연성을 포함한 수많은 인자에 의존할 수 있다. 예시적인 상업적으로 이용가능한 팽창성 흑연 재료는 하기로부터 이용가능하고: Nyacol Nano Technologies, Inc. (Ashland, MA) 그리고, 예를 들어, 등급 35, 200, 249, 250, 251, KP251 및 351 팽창성 흑연 재료를 포함한다. 추가의 팽창성 흑연 재료는 Graftech International (Lakewood, OH)로부터 상업적으로 구매될 수 있다. 임의의 특정한 반응에 의해 구속됨의 바램 없이, 팽창성 흑연 재료는 흑연 광석의 산성화에 의해 일반적으로 생산될 수 있다. 산성화는, 예를 들면, 황산이 삽입제로서 작용하는 삽입 공정을 초래한다. 용액은 그 다음 육각형 탄소-탄소 결합된 재료의 시트의 일련의 층들을 제공하기 위해 중화될 수 있다. 층들은 일반적으로 평평하고 층상 시트 구조를 제공하기 위해 추가의 육각형 탄소-탄소 층들과 상호작용한다. 층상 시트 구조는 시트 사이에서 공유 결합 또는 정전기 상호작용 (또는 모두)를 통해 함께 유지될 수 있다. 본원에서 기재된 열가소성 프리프레그 및 코어에서 팽창성 흑연 재료의 가열은 층들 사이에서 증가된 분리 및 프리프레그의 두께에서 수득한 증가를 초래할 수 있다. 원한다면, 팽창성 흑연 재료는 그래핀 옥사이드를 형성하기 위해 적합한 산화제를 이용하여 산화될 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같이, 팽창성 흑연 재료는 플레이크 형태, 입자 형태 또는 다른 형태를 포함한 많은 형태에서 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료는 입자 형태로 존재하고, 예를 들어 적어도 300 마이크론의 평균 입자 크기를 포함할 수 있다. The exact type of expandable graphite material used in the prepreg can depend on numerous factors, including, for example, the desired lofting temperature and the desired flame retardancy. Exemplary commercially available expandable graphite materials are available from: Nyacol Nano Technologies, Inc. (Ashland, MA) and, for example, Grades 35, 200, 249, 250, 251, KP251 and 351 expandable graphite materials. Additional expandable graphite materials can be purchased commercially from Graftech International (Lakewood, OH). Without wishing to be bound by any particular reaction, expandable graphite materials can generally be produced by acidification of graphite ore. Acidification results in an insertion process in which, for example, sulfuric acid acts as an insertion agent. The solution can then be neutralized to provide a series of layers of sheets of hexagonal carbon-carbon bonded material. The layers are generally flat and interact with additional hexagonal carbon-carbon layers to provide a layered sheet structure. Layered sheet structures can be held together through covalent bonds or electrostatic interactions (or both) between the sheets. Heating the expandable graphite material in the thermoplastic prepregs and cores described herein can result in increased separation between the layers and a resulting increase in the thickness of the prepreg. If desired, the expandable graphite material can be oxidized using a suitable oxidizing agent to form graphene oxide. As mentioned herein, expandable graphite materials can exist in many forms, including flake form, granular form, or other forms. In some cases, the expandable graphite material is in particulate form and may comprise, for example, an average particle size of at least 300 microns.

일부 형태에서, 프리프레그는 특정 적용을 위한 위험한 물질 요건에 관한 제약을 충족시키기 위해 실질적으로 무 할로겐 또는 무 할로겐 프리프레그일 수 있다. 다른 경우에서, 프리프레그는 할로겐화된 난연제 예컨대, 예를 들어, 하나 이상의 F, Cl, Br, I, 및 At를 포함하는 할로겐화된 난연제 또는 상기 할로겐, 예를 들면, 테트라브로모 비스페놀-A 폴리카보네이트 또는 모노할로-, 디할로-, 트리할로- 또는 테트라할로-폴리카보네이트를 포함한 화합물을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그 및 코어에서 사용된 열가소성 재료는 또 다른 난연제의 부가 없이 일부 난연성을 부여하기 위해 하나 이상의 할로겐을 포함할 수 있다. 할로겐화된 난연제가 존재하는 경우, 난연제는, 존재하는 다른 구성요소에 의존하여 다양할 수 있는, 난연제 양으로 바람직하게는 존재한다. 예를 들어, 할로겐화된 난연제는 (프리프레그의 중량을 기준으로) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 더욱 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트, 예를 들면, 약 5 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 원한다면, 2개의 상이한 할로겐화된 난연제는 프리프레그에 부가될 수 있다. 다른 경우에서, 비-할로겐화된 난연제 예컨대, 예를 들어, 하나 이상의 N, P, As, Sb, Bi, S, Se, 및 Te를 포함한 난연제가 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 비-할로겐화된 난연제는 프리프레그가 더욱 환경적으로 친화적일 수 있도록 포스포르화된 재료를 포함할 수 있다. 비-할로겐화된 또는 실질적으로 무 할로겐 난연제가 존재하는 경우, 난연제는, 존재하는 다른 구성요소에 의존하여 다양할 수 있는, 난연제 양으로 바람직하게는 존재한다. 예를 들어, 실질적으로 무 할로겐 난연제는 (프리프레그의 중량을 기준으로) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 더욱 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트, 예를 들면, 프리프레그의 중량을 기준으로 약 5 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 원한다면, 2개의 상이한 실질적으로 무 할로겐 난연제는 프리프레그에 부가될 수 있다. 특정 경우에서, 본원에서 기재된 프리프레그는 하나 이상의 실질적으로 무 할로겐 난연제와 조합으로 하나 이상의 할로겐화된 난연제를 포함할 수 있다. 2개의 상이한 난연제가 존재하는 경우, 2개 난연제의 조합은, 존재하는 다른 구성요소에 의존하여 다양할 수 있는, 난연제 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 존재한 난연제의 총 중량은 (프리프레그의 중량을 기준으로) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 20 중량 퍼센트, 더욱 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 예를 들면, 프리프레그의 중량을 기준으로 약 2 중량 퍼센트 내지 약 14 중량 퍼센트일 수 있다. 본원에서 기재된 프리프레그에서 사용된 난연제는 (와이어 스크린 또는 다른 가공 구성요소상에서 혼합물의 처리에 앞서) 팽창성 흑연 재료, 열가소성 재료 및 섬유를 포함한 혼합물에 부가될 수 있거나 또는 프리프레그가 형성된 이후 부가될 수 있다. In some forms, the prepreg may be substantially halogen-free or halogen-free prepreg to meet constraints regarding hazardous materials requirements for particular applications. In other cases, the prepreg is a halogenated flame retardant such as, for example, a halogenated flame retardant comprising one or more of F, Cl, Br, I, and At or a halogen such as tetrabromo bisphenol-A polycarbonate. or compounds containing monohalo-, dihalo-, trihalo-, or tetrahalo-polycarbonates. In some cases, the thermoplastic materials used in the prepreg and core may contain one or more halogens to impart some flame retardancy without the addition of another flame retardant. If a halogenated flame retardant is present, the flame retardant is preferably present in a flame retardant amount, which may vary depending on the other components present. For example, the halogenated flame retardant may be present in an amount of from about 0.1 weight percent to about 15 weight percent (based on the weight of the prepreg), more particularly from about 1 weight percent to about 13 weight percent, such as from about 5 weight percent to about 13 weight percent. It may be present in weight percent. If desired, two different halogenated flame retardants can be added to the prepreg. In other cases, non-halogenated flame retardants such as, for example, flame retardants including one or more of N, P, As, Sb, Bi, S, Se, and Te may be added. In some embodiments, non-halogenated flame retardants can include phosphorylated materials to make the prepreg more environmentally friendly. If a non-halogenated or substantially halogen-free flame retardant is present, the flame retardant is preferably present in a flame retardant amount, which may vary depending on the other components present. For example, the substantially halogen-free flame retardant may be present in an amount of from about 0.1 weight percent to about 15 weight percent (based on the weight of the prepreg), more particularly from about 1 weight percent to about 13 weight percent, e.g., by weight of the prepreg. It may be present from about 5 weight percent to about 13 weight percent. If desired, two different substantially halogen-free flame retardants may be added to the prepreg. In certain cases, prepregs described herein may include one or more halogenated flame retardants in combination with one or more substantially halogen-free flame retardants. When two different flame retardants are present, a combination of the two flame retardants can be present in an amount of flame retardant that can vary depending on the other components present. For example, the total weight of flame retardant present (based on the weight of the prepreg) may be from about 0.1 weight percent to about 20 weight percent, more particularly from about 1 weight percent to about 15 weight percent, e.g., by weight of the prepreg. It may be from about 2 weight percent to about 14 weight percent based on . Flame retardants used in the prepregs described herein may be added to the mixture comprising the expanded graphite material, thermoplastic material and fibers (prior to processing the mixture on a wire screen or other processing component) or may be added after the prepreg is formed. there is.

특정 형태에서, 본원에서 기재된 물품은 다공성 코어를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 다공성 코어는 코어에서 다수의 개방 셀, 공소 또는 웹을 제공하기 위해 웹 또는 네트워크 구조에서 경화된 열가소성 재료에 의해 대신 유지될 수 있는 하나 이상의 열가소성 재료 및 다수의 섬유를 포함한다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료는 팽창성 흑연 재료가 열가소성 재료 및/또는 섬유와 일반적으로 공유결합하지 않는 방식으로 코어의 공소에서 존재할 수 있다. 예를 들어, 열가소성 재료 및/또는 섬유는 이들이 팽창성 흑연 재료와 일반적으로 불활성 또는 비-반응성이도록 선택될 수 있다. 팽창성 흑연 재료가 열가소성 재료 및/또는 섬유에 공유결합할 수 없어도, 전형적으로 팽창성 흑연 재료 자체에서 또는 내부에서 존재한 공유 결합이 있고, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료 층들은 하나 이상의 개재 약물을 통해 서로 관련될 수 있다. 다른 경우에서, 코어에서 일부 공유 결합된 팽창성 흑연 재료를 제공하기 위해 열가소성 재료, 섬유 또는 모두에 팽창성 흑연 재료를 공유결합하는 것이 바람직할 수 있다. 심지어 결합된 팽창성 흑연 재료가 코어에서 존재하는 경우, 팽창성 흑연 재료는 바람직하게는 코어의 로프팅을 허용하기 위해 적당한 조건 예컨대, 예를 들어, 방사선 가열하에서 그의 점거된 용적을 여전히 증가시킬 수 있다. 일부 경우에서, 모든 공유 결합된 팽창성 흑연 재료 및 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 또한 코어에서 존재할 수 있다. 코어의 일부 형태는 팽창성 흑연 재료의 약 100%가 비-공유 결합되는 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있는 반면, 약한 상호작용 예컨대 반데르발스’ 상호작용 또는 정전기 상호작용은 팽창성 흑연 재료와 코어의 다른 구성요소 사이에서 발생할 수 있고, 예를 들면, 전하-전하 상호작용 또는 소수성 상호작용은 코어에 존재한 다양한 구성요소 사이에서 발생할 수 있다. In certain forms, the articles described herein may include a porous core. In certain examples, the porous core includes one or more thermoplastic materials and a plurality of fibers that may instead be held by the thermoplastic material hardened in a web or network structure to provide a plurality of open cells, pores, or webs in the core. In some cases, the expandable graphite material may be present in the cavities of the core in a manner that the expandable graphite material would not normally be covalently bonded to the thermoplastic material and/or fibers. For example, thermoplastic materials and/or fibers can be selected so that they are generally inert or non-reactive with the expandable graphite material. Although the expandable graphite material is not capable of covalently bonding to the thermoplastic material and/or fiber, there are typically covalent bonds present at or within the expandable graphite material itself, for example, layers of the expandable graphite material can be bonded to each other via one or more intervening drugs. It can be related. In other cases, it may be desirable to covalently bond the expandable graphite material to the thermoplastic material, fibers, or both to provide some covalently bonded expandable graphite material in the core. Even if bound expandable graphitic material is present in the core, the expandable graphitic material can preferably still increase its occupied volume under suitable conditions such as, for example, radiation heating to allow lofting of the core. In some cases, all covalently bonded expandable graphitic material and non-covalently bonded expandable graphitic material may also be present in the core. Some forms of the core may include an expanded graphitic material in which approximately 100% of the expanded graphitic material is non-covalently bound, while weak interactions such as van der Waals' interactions or electrostatic interactions may occur between the expanded graphitic material and other components of the core. may occur between the components, for example charge-charge interactions or hydrophobic interactions may occur between the various components present in the core.

특정 형태에서, 하기의 프리프레그와 유사한 코어는: 도1 생산될 수 있다. 코어는 코어 전반에 걸쳐 분산된 팽창성 흑연 재료를 포함한다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료 분산액은 코어의 제1 표면부터 제2 표면까지 실질적으로 균질 또는 실질적으로 균일할 수 있다. 본원에서 더 상세히 기재된 바와 같이, 코어에서 팽창성 흑연 재료의 상기 실질적으로 균질한 또는 실질적으로 균일한 분포를 달성하기 위해, 코어의 구성요소는 분산액을 형성하기 위해 함께 혼합될 수 있다. 분산액이 분산액에서 팽창성 흑연 재료, 열가소성 재료 및 섬유의 실질적으로 균질한 또는 실질적으로 균일한 혼합물을 포함할 때까지 혼합은 수행될 수 있다. 코어는 그 다음, 예를 들면, 적합한 층화 공정을 이용한 와이어 스크린상에 분산액의 배치 그 다음 코어의 열가소성 재료의 경화에 의해 본원에서 기재된 바와 같이 형성될 수 있다. 다른 형태에서, 코어의 한 표면에서 코어의 다른 표면까지 팽창성 흑연 재료의 구배 분포를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 형태에서, 팽창성 흑연 재료의 실질적으로 균일한 분포는 코어에서 존재하고 그 다음 추가의 팽창성 흑연 재료는 구배 분포를 제공하기 위해 코어의 하나에 부가된다. 상기 추가의 팽창성 흑연 재료는, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료를 포함한 용액의 분무 또는 코팅에 의해 코어에 직접적으로 부가될 수 있거나, 또는 코어에 외피, 추가의 프리프레그 또는 코어 또는 팽창성 흑연 재료를 포함한 다른 구성요소의 커플링에 의해 부가될 수 있다. 예를 들어, 제1 코어 및 제1 코어상에 배치된 제2 코어는 복합품을 제공할 수 있다. 각각의 코어는 실질적으로 균일한 분포의 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있지만, 2개 코어에서 팽창성 흑연 재료의 양 및/또는 유형은 상이할 수 있고, 예를 들면, 부하 속도는 상이할 수 있거나 또는 재료 자체는 상이할 수 있다. 원한다면, 그러나, 단 하나의 코어는 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있고 다른 코어는 로프팅제를 포함하지 않을 수 있거나 또는 팽창성 흑연 재료 이외의 로프팅제, 예를 들면, 마이크로구형체를 포함할 수 있다. 마이크로구형체는 팽창성 흑연 재료와 조합으로 존재할 수 있거나 또는 임의의 팽창성 흑연 재료 없이 코어 중 하나에 존재할 수 있다. 코어의 열가소성 재료는 2개 코어로부터 재료를 포함한 단일 조합된 코어를 제공하기 위해 용융될 수 있다. 코어의 용융의 결과는 팽창성 흑연 재료의 구배 분포를 가진 복합체 코어이다. 다른 형태에서, 코어에서 팽창성 흑연 재료의 분포는 코어에 팽창성 흑연 재료를 포함한 외피 또는 다른 재료의 커플링에 의해 제공될 수 있다. 다른 경우에서, 외피는 임의의 실질적인 인터페이스 없이 커플링된 외피/코어 복합체 재료를 제거하기 위해 외피 및 코어를 커플링하도록 코어에 용융될 수 있다. 원한다면 및 이하에서 더 상세히 기재된 바와 같이, 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있는, 추가의 외피는 또한 제1 외피로부터 반대측상에서 코어에 커플링될 수 있다. In certain forms, cores similar to the following prepregs may be produced: Figure 1. The core includes an expandable graphite material dispersed throughout the core. In some cases, the expandable graphite material dispersion may be substantially homogeneous or substantially uniform from the first surface to the second surface of the core. As described in more detail herein, to achieve the substantially homogeneous or substantially uniform distribution of expandable graphite material in the core, the components of the core may be mixed together to form a dispersion. Mixing may be performed until the dispersion comprises a substantially homogeneous or substantially uniform mixture of the expandable graphite material, thermoplastic material and fibers in the dispersion. The core may then be formed as described herein, for example, by placing the dispersion on a wire screen using a suitable layering process followed by curing the thermoplastic material of the core. In another form, it may be desirable to provide a gradient distribution of the expandable graphite material from one surface of the core to another surface of the core. In some forms, a substantially uniform distribution of expandable graphite material is present in the cores and then additional expandable graphite material is added to one of the cores to provide a gradient distribution. The additional expandable graphite material may be added directly to the core, for example by spraying or coating a solution containing the expandable graphite material, or may be added to the core, including a skin, additional prepreg or core or the expandable graphite material. It can be added by coupling other components. For example, a first core and a second core disposed on the first core can provide a composite product. Each core may include a substantially uniform distribution of expandable graphite material, but the amount and/or type of expandable graphite material in the two cores may be different, for example, the loading rate may be different, or The materials themselves may be different. If desired, however, only one core may include an expandable graphite material and the other core may not include a lofting agent or may include a lofting agent other than the expandable graphite material, for example, microspheres. The microspheres may be present in combination with an expandable graphite material or may be present in one of the cores without any expandable graphite material. The thermoplastic material of the core may be melted to provide a single combined core containing material from two cores. The result of melting of the core is a composite core with a gradient distribution of expandable graphite material. In another form, the distribution of the expandable graphitic material in the core may be provided by coupling a shell or other material comprising the expandable graphite material to the core. In other cases, the shell may be melted to the core to couple the shell and core to remove the coupled shell/core composite material without any substantial interface. If desired and as described in more detail below, an additional shell, which may or may not comprise an expandable graphite material, can also be coupled to the core on the side opposite from the first shell.

특정 형태에서, 코어의 열가소성 재료는 섬유 형태, 입자 형태, 수지 형태 또는 다른 적합한 형태로 코어를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 코어에서 사용된 열가소성 재료는 입자 형태로서 존재할 수 있고 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기와 실질적으로 동일한 평균 입자 크기를 갖는다. 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료의 입자 크기의 매칭에 의해, 예를 들어, 코어에서 팽창성 흑연 재료의 증가된 체류, 보존된 로프트 수용력에서의 증가, 등을 포함한 코어의 향상된 가공은 달성될 수 있다. 일부 경우에서, 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기 및 열가소성 재료의 평균 입자 크기는 약 5% 내지 약 10%만큼 다양할 수 있고 향상된 가공은 여전히 달성될 수 있다. 특정 형태에서, 코어에서 각각의 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기는 약 50 마이크론 내지 약 900 마이크론 범위일 수 있다. 다른 경우에서, 열가소성 재료의 평균 입자 크기와 약 동일한 평균 입자 크기를 가진 팽창성 흑연 재료는 열가소성 재료의 평균 입자 크기보다 상이한 평균 입자 크기의 팽창성 흑연 재료와 함께 존재할 수 있다. 팽창성 흑연 재료의 평균 입자 크기가 상이할 수 있어도, 팽창성 흑연 재료의 화학 조성물은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 더욱 다른 형태에서, 상이한 평균 입자 크기를 가진 2 이상의 열가소성 재료가 존재할 수 있다. 원한다면, 2개의 열가소성 재료의 평균 입자 크기와 실질적으로 동일한 평균 입자 크기를 가진 2개의 팽창성 흑연 재료는 코어에 존재할 수 있다. 2개의 팽창성 흑연 재료는 화학적으로 동일할 수 있거나 또는 화학적으로 상이할 수 있다. 유사하게, 열가소성 재료는 화학적으로 동일할 수 있거나 (그러나 상이한 평균 입자 크기를 갖는다) 또는 화학적으로 상이할 수 있다. In certain embodiments, the thermoplastic material of the core may be used to provide the core in fiber form, particulate form, resin form, or other suitable form. In some examples, the thermoplastic material used in the core may exist in particle form and have an average particle size that is substantially the same as the average particle size of the expandable graphite material. By matching the particle sizes of the thermoplastic material and the expandable graphite material, improved processing of the core can be achieved, including, for example, increased retention of the expandable graphite material in the core, an increase in preserved loft capacity, etc. In some cases, the average particle size of the expandable graphite material and the average particle size of the thermoplastic material can vary by about 5% to about 10% and improved processing can still be achieved. In certain forms, the average particle size of each thermoplastic and expandable graphite material in the core may range from about 50 microns to about 900 microns. In other cases, an expanded graphite material having an average particle size about the same as that of the thermoplastic material may be present along with an expanded graphite material having an average particle size that is different than the average particle size of the thermoplastic material. Although the average particle size of the expandable graphite material may be different, the chemical composition of the expandable graphite material may be the same or different. In yet another form, there may be two or more thermoplastic materials with different average particle sizes. If desired, two expandable graphite materials may be present in the core having an average particle size that is substantially the same as the average particle size of the two thermoplastic materials. The two expandable graphite materials may be chemically identical or may be chemically different. Similarly, thermoplastic materials may be chemically identical (but have different average particle sizes) or may be chemically different.

특정 구현예에서, 코어는 공소가 코어에 존재하도록 오픈 셀 구조의 실질적인 양을 일반적으로 포함한다. 예를 들어, 코어층은 하기의 기공 함량 또는 다공도를 포함할 수 있다: 0-30%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60-90%, 0-40%, 0-50%,0-60%,0-70%,0-80%,0-90%, 5-30%, 5-40%, 5-50%, 5-60%, 5-70%, 5-80%, 5-90%, 5-95%, 10-50%, 10-60%, 10-70%, 10-80%, 10-90%, 10-95%, 20-60%, 20-70%, 20-80%, 20-90%, 20-95%, 30-70%, 30-80%, 30-90%, 30-95%, 40-80%, 40-90%, 40-95%, 50-90%, 50-95%, 60-95% 70-80%, 70-90%, 70-95%, 80-90%, 80-95% 또는 이들 예시적인 범위 내에서 임의의 예시적인 값. 일부 경우에서, 코어는 0% 초과의 다공도 또는 기공 함량을 포함하고, 예를 들면, 약 95%까지 완전히 통합되지 않는다. 달리 언급되지 않는 한, 특정 기공 함량 또는 다공도를 포함한 코어에 대한 참조는 코어의 총 용적에 기반되고 코어 플러스 코어에 커플링된 임의의 다른 재료 또는 층들의 총 용적에 필연적으로 기반되지 않는다. 프리프레그에 비교되면, 코어의 다공도는 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 예를 들어, 많은 사례에서, 프리프레그는 롤러의 세트를 통한 프리프레그의 통과 또는 프리프레그의 하나의 표면의 통과에 의해 코어에 형성된다. 그와 같은 사례에서, 코어의 다공도는 프리프레그의 다공도보다 상이할 수 있고, 예를 들면, 더 낮을 수 있다. 일부 경우에서, 코어의 다공도는 최종 형성된 물품 또는 생성물에 코어의 증가된 로프팅을 제공하기 위해 비교할만한 프리프레그 미만이도록 의도적으로 선택된다. In certain embodiments, the core generally includes a substantial amount of open cell structure such that vacancies are present in the core. For example, the core layer may include the following pore contents or porosity: 0-30%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60%. -90%, 0-40%, 0-50%,0-60%,0-70%,0-80%,0-90%, 5-30%, 5-40%, 5-50%, 5 -60%, 5-70%, 5-80%, 5-90%, 5-95%, 10-50%, 10-60%, 10-70%, 10-80%, 10-90%, 10 -95%, 20-60%, 20-70%, 20-80%, 20-90%, 20-95%, 30-70%, 30-80%, 30-90%, 30-95%, 40 -80%, 40-90%, 40-95%, 50-90%, 50-95%, 60-95% 70-80%, 70-90%, 70-95%, 80-90%, 80- 95% or any exemplary value within these exemplary ranges. In some cases, the core includes a porosity or pore content greater than 0% and is not fully consolidated, for example, to about 95%. Unless otherwise stated, references to a core containing a specific pore content or porosity are based on the total volume of the core and not necessarily the total volume of the core plus any other materials or layers coupled to the core. Compared to prepreg, the porosity of the core may be the same or may be different. For example, in many cases, the prepreg is formed into a core by passing the prepreg through a set of rollers or by passing one surface of the prepreg. In such cases, the porosity of the core may be different, for example lower, than the porosity of the prepreg. In some cases, the porosity of the core is intentionally selected to be less than a comparable prepreg to provide increased lofting of the core in the final formed article or product.

특정 구현예에서, 코어에 존재한 고다공도는 코어의 기공 내에서 팽창성 흑연 재료의 포획을 허용한다. 예를 들어, 팽창성 흑연 재료는 비-공유 결합된 방식으로 공소에 있을 수 있다. 열 또는 다른 작은 변화의 적용은 차례로 코어의 전체 두께를 증가시키는 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료의 용적을 증가시키는 작용을 할 수 있고, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료의 크기가 증가함에 따라, 흑연 재료의 분자 층들 사이에서 분리 거리가 증가함에 따라 및/또는 추가의 공기가 코어에서 포획됨에 따라 두께는 증가한다. 예를 들어, 팽창성 흑연 재료는 적합한 자극, 예를 들면, 복사열이 코어의 전체 두께를 증가시키기 위해 기능할 정도로 로프팅제로서 작동될 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같이, 상기 자극은 팽창성 흑연 재료의 층들 사이에서 분리 거리의 증가에 의해 및/또는 후-로프팅된 코어 구조 내에서 공기의 포획에 의해 코어 두께를 증가시킬 수 있다. 일부 경우에서, 코어에서 팽창성 흑연 재료는 하기에 관련된 바와 같이 단계식 로프팅제로서 기능하는데 유효하다: 도1B 및 본원에서 프리프레그 설명. 본원에 첨부된 실시예에서 입증된 바와 같이, 팽창성 흑연 재료를 포함한 코어는 대류 가열 온도를 낮추기 위해 (마이크로구형체와 비교된) 일반적으로 비감수성인 코어 때문에 향상된 로프팅 수용력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 팽창성 흑연 재료를 프리프레그는 팽창성 흑연 재료의 실질적인 팽창 없이 코어에 가공될 수 있다. 예비 로프팅 수용력은 추가로 원하는 두께 및/또는 형태의 물품 또는 구성요소를 제공하기 위해 최종 사용자가 코어를 가공하도록 허용한다. 그에 반해서, 코어에 가공된 마이크로구형체를 포함한 프리프레그는 코어에 가공 동안 일부 팽창 (및 마이크로구형체의 포텐셜 붕괴)를 전형적으로 겪는다. 상기 팽창은 이용가능한 잔여 팽창을 감소시키고 최종 형성된 물품에서 달성가능한 전체 두께를 제한시킬 수 있다. In certain embodiments, the high porosity present in the core allows entrapment of expandable graphitic material within the pores of the core. For example, an expandable graphitic material can be co-located in a non-covalently bound manner. The application of heat or other small changes may act to increase the volume of the non-covalently bound expandable graphitic material which in turn increases the overall thickness of the core, e.g. as the size of the expandable graphitic material increases, the graphite The thickness increases as the separation distance between the molecular layers of the material increases and/or as additional air is captured in the core. For example, an expandable graphite material can act as a lofting agent such that a suitable stimulus, such as radiant heat, acts to increase the overall thickness of the core. As mentioned herein, the stimulation can increase core thickness by increasing the separation distance between layers of expandable graphite material and/or by entrapment of air within the post-lofted core structure. In some cases, the expandable graphite material in the core is effective to function as a stepped lofting agent as related below: Figure 1B and the prepreg description herein. As demonstrated in the examples appended herein, cores comprising expandable graphite materials can provide improved lofting capacity due to the generally insensitive core (compared to microspheres) to lower convective heating temperatures. For example, a prepreg of expandable graphite material can be machined into the core without substantial expansion of the expandable graphite material. The pre-lofting capacity allows the end user to further machine the core to provide the article or component with a desired thickness and/or shape. In contrast, prepregs containing microspheres machined into the core typically experience some expansion (and potential collapse of the microspheres) during processing into the core. This expansion can reduce the remaining expansion available and limit the overall thickness achievable in the final formed article.

특정 구현예에서, 본원에서 기재된 코어의 열가소성 재료는, 적어도 부분적으로, 하기를 포함할 수 있다: 모두 가소화된 및 가소화되지 않은, 하나 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴스티렌, 부타디엔, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테트라클로레이트, 및 폴리비닐 클로라이드, 및 서로 또는 다른 폴리머성 재료와 이들 재료의 블렌드.다른 적합한 열가소성물질은, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 폴리아릴렌 에테르, 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트, 열가소성 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 폴리머, 비정질 나일론, 폴리아릴렌 에테르 케톤, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴 설폰, 폴리에테르 설폰, 액체 결정성 폴리머, PARMAX®로서 상업적으로 공지된 폴리(1,4 페닐렌) 화합물, 고열 폴리카보네이트 예컨대 Bayer's APEC® PC, 고온 나일론, 및 실리콘, 뿐만 아니라 서로 또는 다른 폴리머성 재료와 이들 재료의 합금 및 블렌드. 코어를 형성하기 위해 사용된 열가소성 재료는 분말 형태, 수지 형태, 로진 형태, 섬유 형태 또는 다른 적합한 형태에서 사용될 수 있다. 다양한 형태로 예시적인 열가소성 재료는 본원에서 기재되고 또한, 예를 들어 하기에 기재된다: 미국공개 번호 20130244528 및 US20120065283. 코어에 존재한 열가소성 재료의 정확한 양은 다양할 수 있고 예시적인 양은 약 20중량 % 내지 약 80중량 % 범위이다. In certain embodiments, the thermoplastic material of the core described herein may, at least in part, include: one or more of polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile styrene, butadiene, both plasticized and unplasticized. , polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polybutylenetetrachlorate, and polyvinyl chloride, and blends of these materials with each other or with other polymeric materials. Other suitable thermoplastics include, but are not limited to: : Polyarylene ether, polycarbonate, polyester carbonate, thermoplastic polyester, polyimide, polyetherimide, polyamide, acrylonitrile-butylacrylate-styrene polymer, amorphous nylon, polyarylene ether ketone, polyphenylene. sulfides, polyaryl sulfones, polyether sulfones, liquid crystalline polymers, poly(1,4 phenylene) compounds commercially known as PARMAX®, high temperature polycarbonates such as Bayer's APEC® PC, high temperature nylon, and silicone, as well as each other. or alloys and blends of these materials with other polymeric materials. The thermoplastic material used to form the core may be in powder form, resin form, rosin form, fiber form or other suitable form. Exemplary thermoplastic materials in various forms are described herein and, for example, in US Publication Nos. 20130244528 and US20120065283. The exact amount of thermoplastic material present in the core may vary and exemplary amounts range from about 20% by weight to about 80% by weight.

특정 예에서, 본원에서 기재된 코어의 섬유는 하기를 포함할 수 있다: 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 합성 유기 섬유, 특히 높은 모듈러스 유기 섬유 예컨대, 예를 들어, 파라- 및 메타-아라미드 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 또는 하기로서 사용에 적합한 본원에서 기재된 임의의 높은 용융 흐름 지수 수지: 섬유, 천연 섬유 예컨대 삼, 사이잘삼, 황마, 아마, 코이어, 케나프 및 셀룰로오스 섬유, 미네랄 섬유 예컨대 현무암, 미네랄 울 (예를 들면, 암면 또는 광재면), 규회석, 알루미나 실리카, 및 등, 또는 이들의 혼합물, 금속 섬유, 금속화된 천연 및/또는 합성 섬유, 세라믹 섬유, 원사 섬유, 또는 이들의 혼합물. 일부 구현예에서, 임의의 상기 언급된 섬유는 원하는 작용기를 제공하기 위해 또는 섬유에 다른 물리적 특성을 부여하기 위해 사용에 앞서 화학적으로 처리될 수 있고, 예를 들면, 이들이 열가소성 재료, 팽창성 흑연 재료 또는 모두와 반응할 수 있도록 화학적으로 처리될 수 있다. 일부 경우에서, 코어에서 사용된 섬유는 그 다음 열가소성 재료와 혼합되는 유도된 섬유를 제공하기 위해 팽창성 흑연 재료와 먼저 반응될 수 있다. 대안적으로, 팽창성 흑연 재료는 그 다음 섬유와 혼합되는 유도된 열가소성 재료를 제공하기 위해 코어의 열가소성 재료와 반응될 수 있다. 코어에서 섬유 함량은 코어의 약 20중량 % 내지 약 90중량 %, 더욱 특히 코어의 약 30중량 % 내지 약 70중량 %일 수 있다. 사용된 섬유의 특정한 크기 및/또는 배향은, 적어도 부분적으로, 사용된 폴리머 재료 및/또는 수득한 코어의 원하는 특성에 의존할 수 있다. 적합한 추가의 유형의 섬유, 섬유 크기 및 양은, 본 개시내용의 이점이 주어지면, 당해 분야의 숙련가에 의해 쉽게 선택될 것이다. 하나의 비-제한 예시에서, 코어를 제공하기 위해 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료 내에서 분산된 섬유는 일반적으로 약 5 마이크론 초과, 더욱 특히 약 5 마이크론 내지 약 22 마이크론의 직경, 및 약 5 mm 내지 약 200 mm의 길이를 갖고; 더욱 특히, 섬유 직경은 약 마이크론 내지 약 22 마이크론일 수 있고 섬유 길이는 약 5 mm 내지 약 75 mm일 수 있다. In certain examples, the fibers of the core described herein may include: glass fibers, carbon fibers, graphite fibers, synthetic organic fibers, especially high modulus organic fibers such as, for example, para- and meta-aramid fibers, Nylon fibers, polyester fibers, or any of the high melt flow index resins described herein are suitable for use as: fibers, natural fibers such as hemp, sisal, jute, flax, coir, kenaf and cellulosic fibers, mineral fibers such as Basalt, mineral wool (e.g., rock wool or slag wool), wollastonite, alumina silica, and the like, or mixtures thereof, metal fibers, metallized natural and/or synthetic fibers, ceramic fibers, yarn fibers, or their mixture. In some embodiments, any of the above-mentioned fibers may be treated chemically prior to use to provide desired functional groups or to impart other physical properties to the fibers, for example, whether they are thermoplastic materials, expandable graphite materials, or It can be treated chemically to react with everything. In some cases, the fibers used in the core may first be reacted with an expandable graphite material to provide derived fibers that are then mixed with the thermoplastic material. Alternatively, the expandable graphite material can be reacted with the thermoplastic material of the core to provide a derived thermoplastic material that is then mixed with the fibers. The fiber content in the core may be from about 20% to about 90% by weight of the core, more particularly from about 30% to about 70% by weight of the core. The specific size and/or orientation of the fibers used may depend, at least in part, on the polymer material used and/or the desired properties of the resulting core. Suitable additional types of fibers, fiber sizes and amounts will be readily selected by those skilled in the art, given the benefit of this disclosure. In one non-limiting example, the fibers dispersed within the thermoplastic material and the expandable graphite material to provide the core have a diameter generally greater than about 5 microns, more particularly from about 5 microns to about 22 microns, and from about 5 mm to about 22 microns. has a length of 200 mm; More specifically, the fiber diameter can be from about micron to about 22 microns and the fiber length can be from about 5 mm to about 75 mm.

특정 예에서, 본원에서 기재된 코어의 팽창성 흑연 재료는 하나 이상의 그래핀 기반 재료를 포함한다. 로프팅 능력의 제공에 더하여, 팽창성 흑연 재료는 또한 코어 및/또는 코어를 포함한 임의의 물품에 어느 정도의 난연성을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 충분한 팽창성 흑연 재료는 존재하고, 예를 들면, 팽창성 흑연 재료의 난연제 양은, 코어가, 1989년자 ISO 3795 및 2004년자 ASTM D5132와 일반적으로 등가인, 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족시키는 정도로 코어에서 존재한다. 상기 난연제 양은 외부 또는 부가된 난연제가 실질적으로 없는 코어의 작제를 허용할 수 있다. 팽창성 흑연 재료의 크기는 팽창성 흑연 재료의 난연제 양이 코어를 형성하기 위한 가공 동안 유지되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 마이크로구형체가 로프팅제로서 사용되는 경우, 실질적인 양, 예를 들면, 마이크로구형체의 30% 이상은 코어를 형성하기 위해 가공 동안 종종 제거된다. 상기 제거는 포텐셜 로프팅 수용력을 감소시킨다. 적절한 크기의 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 약 300 마이크론 이상의 평균 입자 크기를 가진 팽창성 흑연 재료가 사용되는 경우, 코어에서 팽창성 흑연 재료의 향상된 체류는 달성될 수 있다. 코어에서 사용된 팽창성 흑연 재료의 정확한 유형은, 예를 들어, 원하는 로프팅 온도, 원하는 정도의 난연성, 원하는 기준 중량 및 다른 인자를 포함한 수많은 인자에 의존할 수 있다. 코어에서 존재할 수 있는 예시적인 상업적으로 이용가능한 팽창성 흑연 재료는 하기로부터 상업적으로 이용가능하고: Nyacol Nano Technologies, Inc. (Ashland, MA) 그리고, 예를 들어, 등급 35, 200, 249, 250, 251, KP251 및 351 팽창성 흑연 재료를 포함한다. 추가의 팽창성 흑연 재료는 Graftech International (Lakewood, OH)로부터 상업적으로 구매될 수 있다. 코어에 존재한 팽창성 흑연 재료 재료들은 일반적으로 적층된 분자 층들로서 존재한다. 본원에서 기재된 열가소성 코어에서 팽창성 흑연 재료의 가열은 층들 사이에서 증가된 분리 및 코어의 두께에서 생성된 증가를 초래할 수 있다. 팽창성 흑연 재료는 플레이크 형태, 입자 형태 또는 다른 형태를 포함한 많은 형태로 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 코어에서 팽창성 흑연 재료는 플레이크 또는 입자 형태로 존재하고, 예를 들어, 적어도 300 마이크론의 평균 입자 크기를 포함할 수 있거나 또는 코어에서 열가소성 재료의 평균 입자 크기와 실질적으로 유사한 평균 입자 크기를 포함할 수 있다. In certain examples, the expandable graphite material of the core described herein includes one or more graphene-based materials. In addition to providing lofting capabilities, expandable graphite materials can also provide some degree of flame retardancy to the core and/or any article comprising the core. In some embodiments, sufficient expandable graphite material is present, e.g., the flame retardant amount of the expandable graphite material is such that the core complies with the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (which is generally equivalent to ISO 3795, 1989 and ASTM D5132, 2004). FMVSS 302) is present in the core to the extent that it meets the flammability test. The above flame retardant amounts can allow construction of the core substantially free of external or added flame retardants. The size of the expandable graphite material may be selected such that the amount of flame retardant in the expandable graphite material is maintained during processing to form the core. For example, when microspheres are used as a lofting agent, a substantial amount, for example 30% or more of the microspheres, is often removed during processing to form the core. This removal reduces the potential lofting capacity. Improved retention of the expandable graphite material in the core can be achieved if an appropriately sized expandable graphite material is used, for example, an expandable graphite material with an average particle size of about 300 microns or greater. The exact type of expandable graphite material used in the core may depend on numerous factors, including, for example, desired lofting temperature, desired degree of flame retardancy, desired basis weight, and other factors. Exemplary commercially available expandable graphite materials that may be present in the core are commercially available from: Nyacol Nano Technologies, Inc. (Ashland, MA) and, for example, Grades 35, 200, 249, 250, 251, KP251 and 351 expandable graphite materials. Additional expandable graphite materials can be purchased commercially from Graftech International (Lakewood, OH). The expanded graphitic material present in the core generally exists as stacked molecular layers. Heating the expandable graphite material in the thermoplastic core described herein can result in increased separation between the layers and a resulting increase in the thickness of the core. Expandable graphite materials can exist in many forms, including flake form, granular form, or other forms. In some cases, the expandable graphitic material in the core is in the form of flakes or particles and, for example, may comprise an average particle size of at least 300 microns or an average particle size that is substantially similar to the average particle size of the thermoplastic material in the core. may include.

일부 경우에서, 코어는 특정 적용을 위한 위험한 물질 요건에 관한 제약을 충족시키기 위해 실질적으로 무 할로겐 또는 무 할로겐 코어일 수 있다. 다른 경우에서, 코어는 하기를 포함할 수 있다: 할로겐화된 난연제 예컨대, 예를 들어, 하나 이상의 F, Cl, Br, I, 및 At를 포함하는 할로겐화된 난연제 또는 상기 할로겐을 포함한 화합물, 예를 들면, 테트라브로모 비스페놀-A 폴리카보네이트 또는 모노할로-, 디할로-, 트리할로- 또는 테트라할로-폴리카보네이트. 일부 경우에서, 코어에서 사용된 열가소성 재료는 또 다른 난연제의 부가 없이 일부 난연성을 부여하기 위해 하나 이상의 할로겐을 포함할 수 있다. 할로겐화된 난연제가 존재하는 경우, 난연제는, 존재하는 다른 구성요소에 의존하여 다양할 수 있는, 난연제 양으로 바람직하게는 존재한다. 예를 들어, 할로겐화된 난연제는 (코어의 중량을 기준으로) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 더욱 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트, 예를 들면, 약 5 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 원한다면, 2개의 상이한 할로겐화된 난연제는 코어에 부가될 수 있다. 다른 경우에서, 비-할로겐화된 난연제 예컨대, 예를 들어, 하나 이상의 N, P, As, Sb, Bi, S, Se, 및 Te를 포함한 난연제가 부가될 수 있다. 일부 구현예에서, 비-할로겐화된 난연제는 코어가 더욱 환경적으로 친화적일 수 있도록 포스포르화된 재료를 포함할 수 있다. 비-할로겐화된 또는 실질적으로 무 할로겐 난연제가 존재하는 경우, 난연제는, 존재하는 다른 구성요소에 의존하여 다양할 수 있는, 난연제 양으로 바람직하게는 존재한다. 예를 들어, 실질적으로 무 할로겐 난연제는 (코어의 중량을 기준으로) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 더욱 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트, 예를 들면, 코어의 중량을 기준으로 약 5 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 원한다면, 2개의 상이한 실질적으로 무 할로겐 난연제는 코어에 부가될 수 있다. 특정 경우에서, 본원에서 기재된 코어는 하나 이상의 실질적으로 무 할로겐 난연제와 조합으로 하나 이상의 할로겐화된 난연제를 포함할 수 있다. 2개의 상이한 난연제가 존재하는 경우, 2개 난연제의 조합은, 존재하는 다른 구성요소에 의존하여 다양할 수 있는, 난연제 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 존재한 난연제의 총 중량은 (코어의 중량을 기준으로) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 20 중량 퍼센트, 더욱 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 예를 들면, 코어의 중량을 기준으로 약 2 중량 퍼센트 내지 약 14 중량 퍼센트일 수 있다. 본원에서 기재된 코어에서 사용된 난연제는 (와이어 스크린 또는 다른 가공 구성요소상에 혼합물의 처리에 앞서) 팽창성 흑연 재료, 열가소성 재료 및 섬유를 포함한 혼합물에 부가될 수 있거나 또는, 코어가 경화된 이후, 예를 들면, 난연제에서 코어의 소킹 또는 코어상에 난연제의 분무에 의해 부가될 수 있다. In some cases, the core may be substantially halogen-free or halogen-free core to meet constraints regarding hazardous materials requirements for particular applications. In other cases, the core may comprise: a halogenated flame retardant such as, for example, a halogenated flame retardant comprising one or more of F, Cl, Br, I, and At or a compound comprising such halogens, e.g. , tetrabromo bisphenol-A polycarbonate or monohalo-, dihalo-, trihalo- or tetrahalo-polycarbonate. In some cases, the thermoplastic material used in the core may contain one or more halogens to impart some flame retardancy without the addition of another flame retardant. If a halogenated flame retardant is present, the flame retardant is preferably present in a flame retardant amount, which may vary depending on the other components present. For example, the halogenated flame retardant may be present in an amount of from about 0.1 weight percent to about 15 weight percent (based on the weight of the core), more particularly from about 1 weight percent to about 13 weight percent, such as from about 5 weight percent to about 13 weight percent. It can exist as a percentage. If desired, two different halogenated flame retardants can be added to the core. In other cases, non-halogenated flame retardants such as, for example, flame retardants including one or more of N, P, As, Sb, Bi, S, Se, and Te may be added. In some embodiments, the non-halogenated flame retardant may include a phosphorylated material to make the core more environmentally friendly. If a non-halogenated or substantially halogen-free flame retardant is present, the flame retardant is preferably present in a flame retardant amount, which may vary depending on the other components present. For example, the substantially halogen-free flame retardant may be present in an amount of from about 0.1 weight percent to about 15 weight percent (based on the weight of the core), more particularly from about 1 weight percent to about 13 weight percent, e.g., based on the weight of the core. It may be present from about 5 weight percent to about 13 weight percent. If desired, two different substantially halogen-free flame retardants may be added to the core. In certain cases, the cores described herein may include one or more halogenated flame retardants in combination with one or more substantially halogen-free flame retardants. When two different flame retardants are present, a combination of the two flame retardants can be present in an amount of flame retardant that can vary depending on the other components present. For example, the total weight of flame retardant present may be from about 0.1 weight percent to about 20 weight percent (based on the weight of the core), more particularly from about 1 weight percent to about 15 weight percent, e.g., based on the weight of the core. It can be from about 2 weight percent to about 14 weight percent. Flame retardants used in the cores described herein can be added to a mixture comprising expanded graphite material, thermoplastic material and fibers (prior to processing the mixture on a wire screen or other processing component) or after the core has hardened, e.g. For example, it can be added by soaking the core in flame retardant or spraying the flame retardant onto the core.

특정 구현예에서, 본원에서 기재된 프리프레그 또는 코어는 물품을 제공하기 위해 프리프레그 또는 코어의 표면상에 배치된 하나 이상의 외피를 포함할 수 있다. 하기를 참조하면: 도3, 물품 300은 프리프레그 또는 코어의 공소에서 배치된 열가소성 재료, 다수의 섬유 및 팽창성 흑연 재료를 포함하는 프리프레그 또는 코어 310을 포함한다. 물품 300은 프리프레그 또는 코어 310상에 배치된 제1 외피 320을 포함한다. 외피 320은, 예를 들어, 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포를 포함할 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 310상에 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물로서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 외피 320은 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이, 약 22 초과의 한계 산소 지수를 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 외피 320으로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 외피 320으로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 외피 320으로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 외피 320으로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 외피 320으로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 프리프레그 또는 코어 310은 프리프레그 및 코어에 관련하여 본원에서 기재된 임의의 재료, 예를 들면, 프리프레그 또는 코어 310에서 분산된 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 프리프레그 또는 코어 310의 한 표면부터 또 다른 표면까지 실질적으로 균일한 분포로 분산된 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있다. 원한다면, 외피 320은 팽창성 흑연 재료를 또한 포함할 수 있다. In certain embodiments, the prepreg or core described herein may include one or more shells disposed on the surface of the prepreg or core to provide an article. 3, article 300 includes a prepreg or core 310 comprising a thermoplastic material, a plurality of fibers, and an expandable graphite material disposed in a cavity of the prepreg or core. Article 300 includes a first skin 320 disposed on a prepreg or core 310. Shell 320 may include, for example, a film (e.g., a thermoplastic or elastomer film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or a prepreg or core 310 It may be present as an inorganic coating, an organic coating, or a thermoset coating disposed on the coating. In other cases, the shell 320 may comprise a limiting oxygen index greater than about 22, as measured according to ISO 4589, 1996. When a thermoplastic film is present as (or as part of) a shell 320, the thermoplastic film includes at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether-ether ketone), poly(phenylene sulfide), poly (arylene sulfone), poly(ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. When a fiber-based scrim is present as (or as part of) sheath 320, the fiber-based scrim may include at least one of glass fiber, aramid fiber, graphite fiber, carbon fiber, inorganic mineral fiber, metal fiber, metallized synthetic fiber, and metal. It may contain converted inorganic fibers. If a thermoset coating is present as (or as part of) the shell 320, the coating may include at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic, and epoxy. If an inorganic coating is present as (or as part of) the shell 320, the inorganic coating may include a mineral containing a cation selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al, or at least one gypsum , may include deoxidized calcium and mortar. When a nonwoven fabric is present as (or as part of) the sheath 320, the nonwoven fabric may include thermoplastic materials, thermoset binders, inorganic fibers, metal fibers, metallized inorganic fibers, and metallized synthetic fibers. The prepreg or core 310 may be any of the materials described herein in relation to prepregs and cores, such as thermoplastic materials, reinforcing fibers, and expandable graphitic materials dispersed in the prepreg or core 310, such as prepregs or cores. It may include an expandable graphite material dispersed in a substantially uniform distribution from one surface of the 310 to another surface. If desired, shell 320 may also include an expandable graphite material.

특정 형태에서, 본원에서 기재된 프리프레그 및 코어는 프리프레그 또는 코어의 각 면상에 외피를 포함한 물품을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 하기를 참조하면: 도4, 프리프레그 또는 코어 410, 프리프레그 또는 코어 410의 제1 표면상에 배치된 제1 외피 420 및 프리프레그 또는 코어 410상에 배치된 제2 외피 430을 포함한 물품 400이 보여진다. 프리프레그 또는 코어 410은 프리프레그 및 코어와 관련하여 본원에서 기재된 임의의 재료, 예를 들면, 프리프레그 또는 코어 410에서 분산된 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 프리프레그 또는 코어 410의 한 표면부터 또 다른 표면까지 실질적으로 균일한 분포로 분산된 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있다. 각각의 제1 외피 420 및 제2 외피 430은 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포로부터 독립적으로 선택될 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 410상에 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물로서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 외피 420 또는 외피 430 (또는 모두)는 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이 약 22 초과의 한계 산소 지수를 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 외피 420 또는 외피 430 (또는 모두)로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 외피 420 또는 외피 430 (또는 모두)로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 외피 420 또는 외피 430 (또는 모두)로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 외피 420 또는 외피 430 (또는 모두)로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 외피 420 또는 외피 430 (또는 모두)로서 (또는 일부로서) 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 원한다면, 외피 420, 430 중 하나 또는 모두는 팽창성 흑연 재료를 또한 포함할 수 있다. In certain forms, the prepregs and cores described herein can be used to provide articles including a skin on each side of the prepreg or core. 4, an article 400 comprising a prepreg or core 410, a first skin 420 disposed on a first surface of the prepreg or core 410 and a second skin 430 disposed on the prepreg or core 410. It is shown. The prepreg or core 410 may be any of the materials described herein in relation to prepregs and cores, such as thermoplastic materials, reinforcing fibers, and expandable graphitic materials dispersed in the prepreg or core 410, such as prepregs or cores. It may include an expandable graphite material dispersed in a substantially uniform distribution from one surface of the 410 to another surface. Each of the first sheath 420 and the second sheath 430 may be independently selected from a film (e.g., a thermoplastic or elastomeric film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or or as an inorganic coating, organic coating, or thermoset coating disposed on the prepreg or core 410. In other cases, shell 420 or shell 430 (or both) may comprise a limiting oxygen index greater than about 22, as measured according to ISO 4589, 1996. When the thermoplastic film is present as (or as part of) the shell 420 or the shell 430 (or both), the thermoplastic film has at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether-ether ketone), poly (phenylene sulfide), poly(arylene sulfone), poly(ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. When a fiber-based scrim is present as (or as part of) the sheath 420 or sheath 430 (or both), the fiber-based scrim comprises at least one of glass fiber, aramid fiber, graphite fiber, carbon fiber, inorganic mineral fiber, metal fiber, metal. It may include metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. If a thermoset coating is present as (or as part of) the shell 420 or the shell 430 (or both), the coating may include at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic, and epoxy. When the inorganic coating is present as (or as part of) the shell 420 or the shell 430 (or both), the inorganic coating may comprise a mineral containing cations selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al. or may include at least one of gypsum, calcium deoxidation, and mortar. When the nonwoven fabric is present as (or as part of) sheath 420 or sheath 430 (or both), the nonwoven fabric may include thermoplastic materials, thermoset binders, inorganic fibers, metal fibers, metallized inorganic fibers, and metallized synthetic fibers. there is. If desired, one or both of the shells 420, 430 may also include an expandable graphite material.

특정 경우에서, 물품은 프리프레그 또는 코어, 프리프레그 또는 코어상에 배치된 적어도 하나의 외피 및 외피상에 배치된 장식층 또는 커버층을 포함할 수 있다. 하기를 참조하면: 도5, 프리프레그 또는 코어 510, 프리프레그 또는 코어 510의 제1 표면상에 배치된 외피 520 및 외피 520에 배치된 장식층 530을 포함한 물품 500이 보여진다. 프리프레그 또는 코어 510은 프리프레그 및 코어에 관련하여 본원에서 기재된 임의의 재료, 예를 들면, 프리프레그 또는 코어 510에서 분산된 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 재료, 예를 들면, 프리프레그 또는 코어 510의 한 표면부터 또 다른 표면까지 실질적으로 균일한 분포로 분산된 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있다. 외피 520은, 예를 들어, 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포를 포함할 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 510상에 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물일 수 있다. 다른 경우에서, 외피 520은 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이 약 22 초과의 한계 산소 지수를 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 장식층 530은, 예를 들면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머, 등등의 열가소성 필름으로부터 형성될 수 있다. 장식층 530은 또한, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 등등으로부터 형성된 발포물 코어를 포함하는 다중-층상 구조일 수 있다. 패브릭은 발포물 코어, 예컨대 천연 및 합성 섬유로 제조된 직물, 니들 펀칭 등등 이후 유기 섬유 부직포, 기모 패브릭, 편물, 직모 패브릭, 또는 다른 상기 재료에 결합될 수 있다. 패브릭은, 압력 감수성 접착제 및 핫 멜트 접착제, 예컨대 폴리아미드, 변형된 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리올레핀을 포함한, 열가소성 접착제를 가진 발포물 코어에 또한 결합될 수 있다. 장식층 530은 스펀본드, 열 결합된, 스펀 레이스, 용융-취입된, 습식, 및/또는 건식 공정을 이용하여 또한 생산될 수 있다. In certain cases, the article may include a prepreg or core, at least one skin disposed on the prepreg or core, and a decorative or cover layer disposed on the skin. Referring below: Figure 5, an article 500 is shown comprising a prepreg or core 510, a shell 520 disposed on a first surface of the prepreg or core 510, and a decorative layer 530 disposed on the shell 520. The prepreg or core 510 may be any of the materials described herein in relation to prepregs and cores, such as thermoplastic materials, reinforcing fibers, and expandable graphitic materials dispersed in the prepreg or core 510, such as prepregs or cores. It may include an expandable graphite material dispersed in a substantially uniform distribution from one surface of the 510 to another surface. Shell 520 may include, for example, a film (e.g., a thermoplastic or elastomeric film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or a prepreg or core 510 Disposed thereon may be an inorganic coating, an organic coating, or a thermoset coating. In other cases, the shell 520 may comprise a limiting oxygen index greater than about 22, as measured according to ISO 4589, 1996. If a thermoplastic film is present, the thermoplastic film may include at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether-ether ketone), poly(phenylene sulfide), poly(arylene sulfone), poly( ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. If a fiber-based scrim is present, the fiber-based scrim may include at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. there is. If a thermoset coating is present, the coating may include at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic, and epoxy. If an inorganic coating is present, the inorganic coating may comprise minerals containing cations selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al or may comprise at least one of gypsum, calcium deoxidation and mortar. You can. When present, nonwovens may include thermoplastic materials, thermoset binders, inorganic fibers, metal fibers, metallized inorganic fibers, and metallized synthetic fibers. Decorative layer 530 may be formed from a thermoplastic film, for example, polyvinyl chloride, polyolefin, thermoplastic polyester, thermoplastic elastomer, etc. Decorative layer 530 may also be a multi-layered structure comprising a foam core formed from, for example, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, etc. The fabric may be bonded to a foam core, such as fabrics made from natural and synthetic fibers, needle punched, etc., followed by organic fiber nonwovens, raised fabrics, knitted fabrics, straight wool fabrics, or other such materials. The fabric can also be bonded to the foam core with thermoplastic adhesives, including pressure sensitive adhesives and hot melt adhesives such as polyamides, modified polyolefins, urethanes and polyolefins. Decorative layer 530 can also be produced using spunbond, heat bonded, spunlace, melt-blown, wet, and/or dry processes.

특정 형태에서, 2 이상의 프리프레그 또는 코어는 개입 또는 중간층 예컨대, 예를 들어, 외피를 통해 서로에 커플링될 수 있다. 하기를 참조하면: 도6, 중간층 620을 통해 프리프레그 또는 코어 630에 커플링된 프리프레그 또는 코어 610을 포함한 물품 600이 보여진다. 각각의 프리프레그 또는 코어 610, 630은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그 또는 코어 610, 630의 열가소성 재료 및 섬유는 동일하지만, 그러나 프리프레그 또는 코어 610, 630에 존재한 팽창성 흑연 재료 부하 또는 팽창성 흑연 재료의 유형은 상이하다. 다른 경우에서, 프리프레그 또는 코어 610, 630에서 팽창성 흑연 재료의 유형 및/또는 양은 동일할 수 있고 열가소성 재료 및/또는 섬유 중 하나 또는 모두는 상이할 수 있고, 예를 들면, 화학적으로 상이할 수 있거나 또는 상이한 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 610, 630 중 하나 또는 더욱 모두에서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 610, 630 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 원한다면, 하나 이상의 적합한 난연제, 예를 들면, 할로겐화된 또는 비-할로겐화된 난연제는 코어 610, 630 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 프리프레그 또는 코어 610, 630의 두께가 하기에서 약 동일한 것으로서 보이는 반면: 도6, 프리프레그 또는 코어 610, 630의 두께는 다양할 수 있다. 일부 형태에서, 프리프레그 또는 코어 610, 630 중 하나는 팽창성 흑연 재료 이외의 로프팅제, 예를 들면, 마이크로구형체를 포함할 수 있다. 마이크로구형체는 팽창성 흑연 재료와 조합으로 존재할 수 있거나 또는 임의의 팽창성 흑연 재료 없이 프리프레그 또는 코어 610, 630 중 하나에 존재할 수 있다. 중간층 620은 본원에서 기재된 바와 같이 외피의 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 중간층 620은, 예를 들어, 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포를 포함할 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 610상에 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물로서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 층 620은 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이 약 22 초과의 한계 산소 지수를 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 층 620으로서 또는 층 620에서 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 층 620으로서 또는 층 620에서 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 층 620으로서 또는 층 620에서 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 층 620으로서 또는 층 620에서 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 도시되지 않는 반면, 장식층은 프리프레그 또는 코어 610, 630 중 하나 (또는 모두)에 커플링될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 장식층은, 예를 들면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머, 등등의 열가소성 필름으로부터 형성될 수 있다. 장식층은, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 등등으로부터 형성된 발포물 코어를 포함하는 또한 다중-층상 구조일 수 있다. 패브릭은 발포물 코어, 예컨대 천연 및 합성 섬유로 제조된 직물, 니들 펀칭 등등 이후 유기 섬유 부직포, 기모 패브릭, 편물, 직모 패브릭, 또는 다른 상기 재료에 결합될 수 있다. 패브릭은, 압력 감수성 접착제 및 핫 멜트 접착제, 예컨대 폴리아미드, 변형된 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리올레핀을 포함한, 열가소성 접착제를 가진 발포물 코어에 또한 결합될 수 있다. 장식층은 스펀본드, 열 결합된, 스펀 레이스, 용융-취입된, 습식, 및/또는 건식 공정을 이용하여 또한 생산될 수 있다. In certain forms, two or more prepregs or cores may be coupled to each other through an intervening or intermediate layer such as, for example, a skin. Referring to the following: Figure 6, an article 600 is shown comprising a prepreg or core 610 coupled to a prepreg or core 630 via an intermediate layer 620. Each prepreg or core 610, 630 may be the same or different. In some cases, the thermoplastic material and fibers of the prepreg or cores 610, 630 are the same, but the type of expandable graphite material or load of expandable graphite material present in the prepreg or cores 610, 630 is different. In other cases, the type and/or amount of expandable graphite material in the prepreg or core 610, 630 may be the same and one or both of the thermoplastic materials and/or fibers may be different, for example, chemically different. or may be present in different amounts. In some cases, covalently bonded expandable graphitic material may be present in one or more of the prepreg or core 610, 630. In other cases, non-covalently bound expandable graphitic material may be present in one or both prepregs or cores 610, 630. If desired, one or more suitable flame retardants, such as halogenated or non-halogenated flame retardants, may be present in one or both cores 610, 630. While the thickness of the prepregs or cores 610, 630 is shown to be approximately the same in Figure 6, the thickness of the prepregs or cores 610, 630 can vary. In some forms, one of the prepregs or cores 610, 630 may include a lofting agent other than an expandable graphite material, such as microspheres. The microspheres may be present in combination with an expandable graphite material or may be present in one of the prepregs or cores 610, 630 without any expandable graphite material. Interlayer 620 may take the form of a shell as described herein. For example, interlayer 620 may include, for example, a film (e.g., a thermoplastic or elastomeric film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or a prep. It may be present as an inorganic coating, an organic coating, or a thermoset coating disposed on the legs or core 610. In other cases, layer 620 may include a limiting oxygen index greater than about 22, as measured according to ISO 4589, 1996. If a thermoplastic film is present, the thermoplastic film may include at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether-ether ketone), poly(phenylene sulfide), poly(arylene sulfone), poly( ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. When a fiber-based scrim is present as or in layer 620, the fiber-based scrim is comprised of at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized fibers. may contain inorganic fibers. If a thermoset coating is present as or in layer 620, the coating may include at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic, and epoxy. If an inorganic coating is present as or in layer 620, the inorganic coating may include minerals containing cations selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al, or at least one gypsum, May contain deoxidized calcium and mortar. When a nonwoven fabric is present as or in layer 620, the nonwoven fabric may include thermoplastic materials, thermoset binders, inorganic fibers, metal fibers, metallized inorganic fibers, and metallized synthetic fibers. While not shown, the decoration layer may be coupled to either (or both) the prepreg or cores 610, 630. As mentioned herein, the decorative layer can be formed from thermoplastic films, for example, polyvinyl chloride, polyolefin, thermoplastic polyester, thermoplastic elastomer, etc. The decorative layer can also be a multi-layered structure comprising a foam core formed, for example, from polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, etc. The fabric may be bonded to a foam core, such as fabrics made from natural and synthetic fibers, needle punched, etc., followed by organic fiber nonwovens, raised fabrics, knitted fabrics, straight wool fabrics, or other such materials. The fabric can also be bonded to the foam core with thermoplastic adhesives, including pressure sensitive adhesives and hot melt adhesives such as polyamides, modified polyolefins, urethanes and polyolefins. Decorative layers can also be produced using spunbond, heat bonded, spunlace, melt-blown, wet, and/or dry processes.

특정 구현예에서, 2 이상의 프리프레그 또는 코어는 서로에 커플링될 수 있고 그 다음 외피는 프리프레그 또는 코어 중 하나의 표면상에 배치될 수 있다. 하기를 참조하면: 도7, 프리프레그 또는 코어 730에 커플링된 프리프레그 또는 코어 710 및 코어 730상에 배치된 외피 720을 포함한 물품 700이 보여진다. 각각의 프리프레그 또는 코어 710, 720은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 일부 경우에서, 코어 710, 730의 열가소성 재료 및 섬유는 동일하지만, 그러나 코어 710, 730에 존재한 팽창성 흑연 재료 부하 또는 팽창성 흑연 재료의 유형은 상이하다. 다른 경우에서, 코어 710, 730에서 팽창성 흑연 재료의 유형 및/또는 양은 동일할 수 있고 열가소성 재료 및/또는 섬유 중 하나 또는 모두는 상이할 수 있고, 예를 들면, 화학적으로 상이할 수 있거나 또는 상이한 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 710, 730 중 하나 또는 더욱 모두에서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 710, 720 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 원한다면, 하나 이상의 적합한 난연제, 예를 들면, 할로겐화된 또는 비-할로겐화된 난연제는 프리프레그 또는 코어 710, 730 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 프리프레그 또는 코어 710, 730의 두께가 하기에서 약 동일한 것으로서 보이는 반면: 도7, 프리프레그 또는 코어 710, 730의 두께는 다양할 수 있다. 일부 형태에서, 프리프레그 또는 코어 710, 730 중 하나는 팽창성 흑연 재료 이외의 로프팅제, 예를 들면, 마이크로구형체를 포함할 수 있다. 마이크로구형체는 팽창성 흑연 재료와 조합으로 존재할 수 있거나 또는 임의의 팽창성 흑연 재료 없이 프리프레그 또는 코어 710, 730 중 하나에 존재할 수 있다. 외피 720은, 예를 들어, 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포를 포함할 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 730상에 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물로서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 외피 720은 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이 약 22 초과의 한계 산소 지수를 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 외피 720으로서 또는 외피 720에서 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 외피 720으로서 또는 외피 720에서 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 외피 720으로서 또는 외피 720에서 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 외피 720으로서 또는 외피 720에서 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 외피 720으로서 또는 외피 720에서 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 도시되지 않는 반면, 장식층은 외피 720 또는 프리프레그 또는 코어 710의 표면에 커플링될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 장식층은, 예를 들면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머, 등등의 열가소성 필름으로부터 형성될 수 있다. 장식층은, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 등등으로부터 형성된 발포물 코어를 포함하는 또한 다중-층상 구조일 수 있다. 패브릭은 발포물 코어, 예컨대 천연 및 합성 섬유로 제조된 직물, 니들 펀칭 등등 이후 유기 섬유 부직포, 기모 패브릭, 편물, 직모 패브릭, 또는 다른 상기 재료에 결합될 수 있다. 패브릭은, 압력 감수성 접착제 및 핫 멜트 접착제, 예컨대 폴리아미드, 변형된 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리올레핀을 포함한, 열가소성 접착제를 가진 발포물 코어에 또한 결합될 수 있다. 장식층은 스펀본드, 열 결합된, 스펀 레이스, 용융-취입된, 습식, 및/또는 건식 공정을 이용하여 또한 생산될 수 있다. In certain embodiments, two or more prepregs or cores can be coupled to each other and a skin can then be placed on the surface of one of the prepregs or cores. With reference to the following: Figure 7, an article 700 is shown comprising a prepreg or core 710 coupled to a prepreg or core 730 and a shell 720 disposed on the core 730. Each prepreg or core 710, 720 may be the same or different. In some cases, the thermoplastic material and fibers of the cores 710, 730 are the same, but the type of expandable graphite material or load of expandable graphite material present in the cores 710, 730 is different. In other cases, the type and/or amount of expandable graphite material in the cores 710, 730 may be the same and one or both of the thermoplastic materials and/or fibers may be different, for example, chemically different, or It can exist in quantity. In some cases, covalently bonded expandable graphitic material may be present in one or more of the prepreg or core 710, 730. In other cases, non-covalently bound expandable graphitic material may be present in one or both prepregs or cores 710, 720. If desired, one or more suitable flame retardants, such as halogenated or non-halogenated flame retardants, may be present in one or both of the prepreg or core 710, 730. While the thickness of the prepregs or cores 710, 730 is shown to be approximately the same in Figure 7, the thickness of the prepregs or cores 710, 730 can vary. In some forms, one of the prepregs or cores 710, 730 may include a lofting agent other than an expandable graphite material, such as microspheres. The microspheres may be in combination with an expandable graphite material or may be present in one of the prepregs or cores 710, 730 without any expandable graphite material. Shell 720 may include, for example, a film (e.g., a thermoplastic or elastomer film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or a prepreg or core 730 It may be present as an inorganic coating, an organic coating, or a thermoset coating disposed on the coating. In other cases, the shell 720 may comprise a limiting oxygen index greater than about 22, as measured according to ISO 4589, 1996. When the thermoplastic film is present as or in a sheath 720, the thermoplastic film has at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether-ether ketone), poly(phenylene sulfide), poly( arylene sulfone), poly(ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. When a fiber-based scrim is present as or in the sheath 720, the fiber-based scrim is comprised of at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized fibers. may contain inorganic fibers. If a thermoset coating is present as or in the shell 720, the coating may include at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic, and epoxy. If an inorganic coating is present as or in the shell 720, the inorganic coating may include minerals containing cations selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al, or at least one gypsum, May contain deoxidized calcium and mortar. When a nonwoven fabric is present as or in a sheath 720, the nonwoven fabric may include thermoplastic materials, thermoset binders, inorganic fibers, metal fibers, metallized inorganic fibers, and metallized synthetic fibers. While not shown, the decoration layer may be coupled to the surface of the shell 720 or the prepreg or core 710. As mentioned herein, the decorative layer can be formed from thermoplastic films, for example, polyvinyl chloride, polyolefin, thermoplastic polyester, thermoplastic elastomer, etc. The decorative layer can also be a multi-layered structure comprising a foam core formed, for example, from polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, etc. The fabric may be bonded to a foam core, such as fabrics made from natural and synthetic fibers, needle punched, etc., followed by organic fiber nonwovens, raised fabrics, knitted fabrics, straight wool fabrics, or other such materials. The fabric can also be bonded to the foam core with thermoplastic adhesives, including pressure sensitive adhesives and hot melt adhesives such as polyamides, modified polyolefins, urethanes and polyolefins. Decorative layers can also be produced using spunbond, heat bonded, spunlace, melt-blown, wet, and/or dry processes.

특정 구현예에서, 2 이상의 프리프레그 또는 코어는 서로에 커플링될 수 있고 그 다음 외피는 프리프레그 또는 코어의 각 표면상에 배치될 수 있다. 하기를 참조하면: 도8, 프리프레그 또는 코어 830에 커플링된 프리프레그 또는 코어 810, 코어 830상에 배치된 제1 외피 820, 및 코어 810상에 배치된 제2 외피 840을 포함한 물품 800이 보여진다. 각각의 프리프레그 또는 코어 810, 830은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그 또는 코어 810, 830의 열가소성 재료 및 섬유는 동일하지만, 그러나 프리프레그 또는 코어 810, 830에 존재한 팽창성 흑연 재료 부하 또는 팽창성 흑연 재료의 유형은 상이하다. 다른 경우에서, 프리프레그 또는 코어 810, 830에서 팽창성 흑연 재료의 유형 및/또는 양이 동일할 수 있고 열가소성 재료 및/또는 섬유 중 하나 또는 모두가 상이할 수 있고, 예를 들면, 화학적으로 상이할 수 있거나 또는 상이한 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 810, 830 중 하나 또는 더욱 모두에서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 810, 830 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 원한다면, 하나 이상의 적합한 난연제, 예를 들면, 할로겐화된 또는 비-할로겐화된 난연제는 프리프레그 또는 코어 810, 830 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 프리프레그 또는 코어 810, 830의 두께가 하기에서 약 동일한 것으로서 보이는 반면: 도8, 프리프레그 또는 코어 810, 830의 두께는 다양할 수 있다. 일부 형태에서, 프리프레그 또는 코어 810, 830 중 하나는 팽창성 흑연 재료 이외의 로프팅제, 예를 들면, 마이크로구형체를 포함할 수 있다. 마이크로구형체는 팽창성 흑연 재료와 조합으로 존재할 수 있거나 또는 임의의 팽창성 흑연 재료 없이 코어 810, 830 중 하나에서 존재할 수 있다. 각각의 외피 820, 840은 독립적으로, 예를 들어, 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포를 포함할 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 830상에 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물로서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 외피 820, 840은 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이 약 22 초과의 한계 산소 지수를 독립적으로 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)로서 또는 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)로서 또는 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)로서 또는 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)로서 또는 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)로서 또는 외피 820 또는 외피 840 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 도시되지 않는 반면, 장식층은 외피 820에 또는 외피 840 (또는 모두)에 커플링될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 장식층은, 예를 들면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머, 등등의 열가소성 필름으로부터 형성될 수 있다. 장식층은, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 등등으로부터 형성된 발포물 코어를 포함하는 또한 다중-층상 구조일 수 있다. 패브릭은 발포물 코어, 예컨대 천연 및 합성 섬유로 제조된 직물, 니들 펀칭 등등 이후 유기 섬유 부직포, 기모 패브릭, 편물, 직모 패브릭, 또는 다른 상기 재료에 결합될 수 있다. 패브릭은, 압력 감수성 접착제 및 핫 멜트 접착제, 예컨대 폴리아미드, 변형된 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리올레핀을 포함한, 열가소성 접착제를 가진 발포물 코어에 또한 결합될 수 있다. 장식층은 스펀본드, 열 결합된, 스펀 레이스, 용융-취입된, 습식, 및/또는 건식 공정을 이용하여 또한 생산될 수 있다. In certain embodiments, two or more prepregs or cores can be coupled to each other and a skin can then be placed on each surface of the prepregs or cores. 8, an article 800 comprising a prepreg or core 810 coupled to a prepreg or core 830, a first shell 820 disposed on the core 830, and a second shell 840 disposed on the core 810. It is shown. Each prepreg or core 810, 830 may be the same or different. In some cases, the thermoplastic material and fibers of the prepreg or cores 810, 830 are the same, but the type of expandable graphitic material or load of expandable graphitic material present in the prepreg or cores 810, 830 is different. In other cases, the type and/or amount of expandable graphite material in the prepreg or core 810, 830 may be the same and one or both of the thermoplastic materials and/or fibers may be different, for example, chemically different. may be present or may be present in different amounts. In some cases, covalently bonded expandable graphitic material may be present in one or more of the prepreg or core 810, 830. In other cases, non-covalently bound expandable graphitic material may be present in one or both prepregs or cores 810, 830. If desired, one or more suitable flame retardants, such as halogenated or non-halogenated flame retardants, may be present in one or both of the prepreg or cores 810, 830. While the thickness of the prepreg or cores 810, 830 is shown to be approximately the same in Figure 8, the thickness of the prepreg or cores 810, 830 can vary. In some forms, one of the prepregs or cores 810, 830 may include a lofting agent other than an expandable graphite material, such as microspheres. The microspheres may be present in combination with an expandable graphite material or may be present in one of the cores 810, 830 without any expandable graphite material. Each shell 820, 840 may independently include, for example, a film (e.g., a thermoplastic or elastomeric film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or or as an inorganic coating, organic coating, or thermoset coating disposed on a prepreg or core 830. In other cases, the shells 820, 840 may independently comprise a limiting oxygen index greater than about 22, as determined according to ISO 4589, 1996. When the thermoplastic film is present as sheath 820 or sheath 840 (or both) or in sheath 820 or sheath 840 (or both), the thermoplastic film comprises at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether) -ether ketone), poly(phenylene sulfide), poly(arylene sulfone), poly(ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. may include. When the fiber-based scrim is present as shell 820 or shell 840 (or both) or in shell 820 or shell 840 (or both), the fiber-based scrim is comprised of at least one glass fiber, aramid fiber, graphite fiber, carbon fiber, or inorganic mineral. Can include fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. When the thermoset coating is present as shell 820 or shell 840 (or both) or on shell 820 or shell 840 (or both), the coating comprises at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic and epoxy. can do. If the inorganic coating is present as the shell 820 or the shell 840 (or both) or on the shell 820 or the shell 840 (or both), the inorganic coating may contain cations selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al. It may contain minerals or may contain at least one of gypsum, calcium deoxidation and mortar. When the nonwoven is present as sheath 820 or sheath 840 (or both) or in sheath 820 or sheath 840 (or both), the nonwoven fabric has a thermoplastic material, a thermoset binder, an inorganic fiber, a metal fiber, a metallized inorganic fiber, and a metallized material. May contain synthetic fibers. While not shown, the decoration layer may be coupled to shell 820 or to shell 840 (or both). As mentioned herein, the decorative layer can be formed from a thermoplastic film, for example, polyvinyl chloride, polyolefin, thermoplastic polyester, thermoplastic elastomer, etc. The decorative layer can also be a multi-layered structure comprising a foam core formed from, for example, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, etc. The fabric may be bonded to a foam core, such as fabrics made from natural and synthetic fibers, needle punched, etc., followed by organic fiber nonwovens, raised fabrics, knitted fabrics, straight wool fabrics, or other such materials. The fabric can also be bonded to the foam core with thermoplastic adhesives, including pressure sensitive adhesives and hot melt adhesives such as polyamides, modified polyolefins, urethanes and polyolefins. Decorative layers can also be produced using spunbond, heat bonded, spunlace, melt-blown, wet, and/or dry processes.

특정 구현예에서, 2 이상의 프리프레그 또는 코어는 서로에 커플링될 수 있고 그 다음 외피는 프리프레그 또는 코어의 각 표면상에 배치될 수 있다. 하기를 참조하면: 도9, 중간층 920을 통해 프리프레그 또는 코어 930에 커플링된 프리프레그 또는 코어 910, 및 코어 940상에 배치된 외피 840을 포함한 물품 900이 보여진다. 원한다면, 외피 940은 프리프레그 또는 코어 930상에 대신 배치될 수 있거나 또는 또 다른 외피 (도시되지 않음)는 프리프레그 또는 코어 920상에 배치될 수 있다. 각각의 프리프레그 또는 코어 910, 930은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그 또는 코어 910, 930의 열가소성 재료 및 섬유는 동일하지만, 그러나 팽창성 흑연 재료 부하 또는 프리프레그 또는 코어 910, 930에서 존재한 팽창성 흑연 재료의 유형은 상이하다. 다른 경우에서, 프리프레그 또는 코어 910, 930에서 팽창성 흑연 재료의 유형 및/또는 양이 동일할 수 있고 열가소성 재료 및/또는 섬유 중 하나 또는 모두가 상이할 수 있고, 예를 들면, 화학적으로 상이할 수 있거나 또는 상이한 양으로 존재할 수 있다. 일부 경우에서, 공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 910, 930 중 하나 또는 더욱 모두에서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 910, 930 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 원한다면, 하나 이상의 적합한 난연제, 예를 들면, 할로겐화된 또는 비-할로겐화된 난연제는 프리프레그 또는 코어 910, 930 중 하나 또는 모두에서 존재할 수 있다. 프리프레그 또는 코어 910, 930의 두께가 하기에서 약 동일한 것으로서 보여지는 반면: 도9, 프리프레그 또는 코어 910, 930의 두께는 다양할 수 있다. 일부 형태에서, 프리프레그 또는 코어 910, 930 중 하나는 팽창성 흑연 재료 이외의 로프팅제, 예를 들면, 마이크로구형체를 포함할 수 있다. 마이크로구형체는 팽창성 흑연 재료와 조합으로 존재할 수 있거나 또는 임의의 팽창성 흑연 재료 없이 코어 910, 930 중 하나에 존재할 수 있다. 층 920 및 외피 940은, 예를 들어, 필름 (예를 들면, 열가소성 필름 또는 엘라스토머 필름), 프림, 스크림 (예를 들면, 섬유 기반 스크림), 포일, 직물, 부직포를 독립적으로 포함할 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어 830상에서 배치된 무기 코팅물, 유기 코팅물, 또는 열경화성 코팅물로서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 층 920 및 외피 940은 1996년자 ISO 4589에 따라 측정된 바와 같이 약 22 초과의 한계 산소 지수를 독립적으로 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)로서 또는 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 열가소성 필름은 적어도 하나의 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘을 포함할 수 있다. 섬유 기반 스크림이 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)로서 또는 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 섬유 기반 스크림은 적어도 하나의 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유를 포함할 수 있다. 열경화성 코팅물이 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)로서 또는 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 코팅물은 적어도 하나의 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀성물질 및 에폭시를 포함할 수 있다. 무기 코팅물이 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)로서 또는 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 무기 코팅물은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유한 미네랄을 포함할 수 있거나 또는 적어도 하나의 석고, 탈산칼슘 및 모르타르를 포함할 수 있다. 부직포가 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)로서 또는 층 920 또는 외피 940 (또는 모두)에서 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 바인더, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 도시되지 않는 반면, 장식층은 외피 920 또는 프리프레그 또는 코어 930 (또는 모두)에 커플링될 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 장식층은, 예를 들면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머, 등등의 열가소성 필름으로부터 형성될 수 있다. 장식층은, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 등등으로부터 형성된 발포물 코어를 포함하는 또한 다중-층상 구조일 수 있다. 패브릭은 발포물 코어, 예컨대 천연 및 합성 섬유로 제조된 직물, 니들 펀칭 등등 이후 유기 섬유 부직포, 기모 패브릭, 편물, 직모 패브릭, 또는 다른 상기 재료에 결합될 수 있다. 패브릭은, 압력 감수성 접착제 및 핫 멜트 접착제, 예컨대 폴리아미드, 변형된 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리올레핀을 포함한, 열가소성 접착제를 가진 발포물 코어에 또한 결합될 수 있다. 장식층은 스펀본드, 열 결합된, 스펀 레이스, 용융-취입된, 습식, 및/또는 건식 공정을 이용하여 또한 생산될 수 있다. In certain embodiments, two or more prepregs or cores can be coupled to each other and a skin can then be placed on each surface of the prepregs or cores. Referring to the following: Figure 9, an article 900 is shown comprising a prepreg or core 910 coupled to a prepreg or core 930 via an intermediate layer 920, and a shell 840 disposed on the core 940. If desired, sheath 940 may instead be disposed on prepreg or core 930 or another sheath (not shown) may be disposed on prepreg or core 920. Each prepreg or core 910, 930 may be the same or different. In some cases, the thermoplastic material and fibers of the prepreg or cores 910, 930 are the same, but the expandable graphite material load or type of expandable graphite material present in the prepreg or cores 910, 930 is different. In other cases, the type and/or amount of expandable graphite material in the prepreg or core 910, 930 may be the same and one or both of the thermoplastic materials and/or fibers may be different, for example, chemically different. may be present or may be present in different amounts. In some cases, covalently bonded expandable graphitic material may be present in one or more of the prepreg or core 910, 930. In other cases, non-covalently bound expandable graphitic material may be present in one or both prepregs or cores 910, 930. If desired, one or more suitable flame retardants, such as halogenated or non-halogenated flame retardants, may be present in one or both of the prepreg or cores 910, 930. While the thickness of the prepreg or cores 910, 930 is shown below to be approximately the same: Figure 9, the thickness of the prepreg or cores 910, 930 can vary. In some forms, one of the prepregs or cores 910, 930 may include a lofting agent other than an expandable graphite material, such as microspheres. The microspheres may be present in combination with an expandable graphite material or may be present in one of the cores 910, 930 without any expandable graphite material. Layer 920 and shell 940 may independently include, for example, a film (e.g., a thermoplastic or elastomeric film), a prim, a scrim (e.g., a fiber-based scrim), a foil, a fabric, a non-woven fabric, or It may be present as an inorganic coating, an organic coating, or a thermoset coating disposed on the prepreg or core 830. In other cases, layer 920 and shell 940 may independently include a limiting oxygen index greater than about 22, as measured according to ISO 4589, 1996. When the thermoplastic film is present as layer 920 or sheath 940 (or both) or in layer 920 or sheath 940 (or both), the thermoplastic film comprises at least one poly(ether imide), poly(ether ketone), poly(ether) -ether ketone), poly(phenylene sulfide), poly(arylene sulfone), poly(ether sulfone), poly(amide-imide), poly(1,4-phenylene), polycarbonate, nylon, and silicone. may include. When a fiber-based scrim is present as or in layer 920 or sheath 940 (or both), the fiber-based scrim is comprised of at least one glass fiber, aramid fiber, graphite fiber, carbon fiber, or inorganic mineral. Can include fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. If the thermoset coating is present as layer 920 or sheath 940 (or both) or in layer 920 or sheath 940 (or both), the coating comprises at least one unsaturated polyurethane, vinyl ester, phenolic and epoxy. can do. If the inorganic coating is present as layer 920 or shell 940 (or both) or in layer 920 or shell 940 (or both), the inorganic coating may contain cations selected from Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti and Al. It may contain minerals or may contain at least one of gypsum, calcium deoxidation and mortar. When the nonwoven is present as layer 920 or sheath 940 (or both) or in layer 920 or sheath 940 (or both), the nonwoven may be a thermoplastic material, a thermoset binder, an inorganic fiber, a metal fiber, a metallized inorganic fiber, and a metallized material. May contain synthetic fibers. While not shown, the decoration layer may be coupled to the skin 920 or prepreg or core 930 (or both). As mentioned herein, the decorative layer can be formed from a thermoplastic film, for example, polyvinyl chloride, polyolefin, thermoplastic polyester, thermoplastic elastomer, etc. The decorative layer can also be a multi-layered structure comprising a foam core formed from, for example, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, etc. The fabric may be bonded to a foam core, such as fabrics made from natural and synthetic fibers, needle punched, etc., followed by organic fiber nonwovens, raised fabrics, knitted fabrics, straight wool fabrics, or other such materials. The fabric can also be bonded to the foam core with thermoplastic adhesives, including pressure sensitive adhesives and hot melt adhesives such as polyamides, modified polyolefins, urethanes and polyolefins. Decorative layers can also be produced using spunbond, heat bonded, spunlace, melt-blown, wet, and/or dry processes.

특정 구현예에서, 재료의 스트립은 프리프레그 또는 코어층상에 배치될 수 있다. 하기를 참조하면: 도10, 프리프레그 또는 코어 1010의 상이한 영역상에 배치된 스트립 1020, 1030과 프리프레그 또는 코어 1010을 포함한 물품 1000이 보여진다. 원한다면, 상기 스트립은 하기에서 보이는 임의의 예시적인 구현예상에서 존재할 수 있다: 도1A 및 2A-9. 스트립 1020, 1030은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 일부 경우에서, 스트립 1020, 1030은 본원에서 언급된 바와 같이 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트립은 스트립에서 다른 재료에 비-공유 결합되는 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있거나 또는 스트립에서 다른 재료에 공유 결합되는 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 스트립 1020, 1030은 본원에서 기재된 바와 같이 프리프레그 또는 코어의 형태를 독립적으로 취할 수 있다. 다른 형태에서, 스트립은 본원에서 기재된 외피 또는 층의 형태를 취할 수 있다. 특정 경우에서, 스트립은, 예를 들어, 구조적 강화를 제공하는 것이 바람직할 수 있는 물품 100의 구역상에 또는 차별적인 두께가 요구되는 구역상에 배치될 수 있다. 스트립 1020, 1030이 로프팅제 예컨대 마이크로구형체 또는 팽창성 흑연 재료를 포함하는 경우에서, 스트립 1020, 1030을 포함한 구역에서 추가의 두께는 원한다면 달성될 수 있다. In certain embodiments, strips of material may be disposed on a prepreg or core layer. Referring to the following: Figure 10, an article 1000 is shown comprising prepreg or core 1010 and strips 1020, 1030 disposed on different regions of prepreg or core 1010. If desired, the strip may be present in any of the exemplary implementations shown below: Figures 1A and 2A-9. Strips 1020, 1030 may be the same or different. In some cases, strips 1020, 1030 may include an expandable graphite material as mentioned herein. For example, the strip can include an expandable graphitic material that is non-covalently bonded to another material in the strip or can include an expandable graphite material that is covalently bonded to another material in the strip. In some cases, strips 1020, 1030 may independently take the form of prepregs or cores as described herein. In other forms, the strips may take the form of a skin or layer as described herein. In certain cases, the strips may be placed, for example, on areas of the article 100 where it may be desirable to provide structural reinforcement or on areas where differential thickness is desired. In cases where the strips 1020, 1030 include a lofting agent such as microspheres or an expanded graphite material, additional thickness in the region containing the strips 1020, 1030 can be achieved if desired.

일부 구현예에서, 프리프레그 및 코어는 원하는 물리적 또는 화학 특성을 부여하기 위해 추가의 재료 또는 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 염료, 텍스쳐링 제제, 착색제, 점도지수향상제, 매연 억제제, 상승작용 재료, 로프팅제, 입자, 분말, 살생제, 발포물 또는 다른 재료는 프리프레그 또는 코어와 혼합될 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어에 부가될 수 있다. 일부 경우에서, 프리프레그 또는 코어는 약 0.2 중량 퍼센트 내지 약 10 중량 퍼센트의 양으로 하나 이상의 매연 억제제 조성물을 포함할 수 있다. 예시적인 매연 억제제 조성물은, 비제한적으로, 스탄네이트, 아연 보레이트, 아연 몰리브데이트, 마그네슘 실리케이트, 칼슘 아연 몰리브데이트, 칼슘 실리케이트, 수산화칼슘, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 원한다면, 상승제 재료는 프리프레그 또는 코어의 물리적 특성을 향상시키기 위해 존재할 수 있다. 예를 들어, 팽창성 흑연 재료의 난연제 성질을 향상시키는 상승제가 존재할 수 있다. 원한다면, 로프팅 능력을 향상시키는 상승제 재료가 존재할 수 있다. 예시적인 상승제 재료는, 비제한적으로, 나트륨 트리클로로벤젠 설포네이트 칼륨, 디페닐 설폰-3-설포네이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. In some embodiments, prepregs and cores may include additional materials or additives to impart desired physical or chemical properties. For example, one or more dyes, texturing agents, colorants, viscosity index improvers, smoke suppressants, synergistic materials, lofting agents, particles, powders, biocides, foams or other materials may be mixed with the prepreg or core, or It can be added to prepreg or core. In some cases, the prepreg or core may include one or more smoke suppressant compositions in an amount from about 0.2 weight percent to about 10 weight percent. Exemplary smoke suppressant compositions include, but are not limited to, stannates, zinc borates, zinc molybdates, magnesium silicates, calcium zinc molybdates, calcium silicates, calcium hydroxide, and mixtures thereof. If desired, synergist materials may be present to improve the physical properties of the prepreg or core. For example, synergists may be present that improve the flame retardant properties of the expandable graphite material. If desired, synergist materials may be present to improve lofting ability. Exemplary synergist materials include, but are not limited to, potassium sodium trichlorobenzene sulfonate, diphenyl sulfone-3-sulfonate, and mixtures thereof.

다른 경우에서, 본원에서 기재된 프리프레그 또는 코어는, 코어의 원하는 특성을 부여하기 위해, 프리프레그 또는 코어의 총 중량을 기준으로 원하는 양, 예를 들면, 약 50 중량 퍼센트 미만 양으로 열경화성 재료를 포함할 수 있다. 열경화성 재료는 열가소성 재료와 혼합될 수 있거나 또는 프리프레그 또는 코어의 하나 이상의 표면상에 코팅물로서 부가될 수 있다. In other instances, the prepreg or core described herein includes a thermoset material in a desired amount, e.g., less than about 50 weight percent, based on the total weight of the prepreg or core, to impart the desired properties of the core. can do. Thermoset materials may be mixed with thermoplastic materials or may be added as a coating on one or more surfaces of the prepreg or core.

특정 구현예에서, 본원에서 기재된 프리프레그 또는 코어는 유리 메트 열가소성 복합체 (GMT) 또는 경량 강화된 열가소성 (LWRT)으로서 구성될 수 있다 (또는 상기에서 사용될 수 있다). 하나의 상기 LWRT는 HANWHA AZDEL, Inc.에 의해 제조되고 상표명 SUPERLITE® 메트로 판매된다. 팽창성 흑연 재료로 부하된 SUPERLITE® 메트는 바람직한 기여된 포함, 예를 들어, 난연성 및 향상된 가공 능력을 제공할 수 있다. 면 밀도가 특이적 적용 필요성에 의존하여 400 gsm 미만 또는 4000 gsm 초과일 수 있어도, 그와 같은 GMT 또는 LWRT의 면 밀도는 GMT 또는 LWRT의 약 400 그램 / 제곱 미터 (gsm) 내지 약 4000 gsm 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 상부 밀도는 약 4000 gsm 미만일 수 있다. 특정 경우에서, GMT 또는 LWRT는 GMT 또는 LWRT의 공소에서 배치된 팽창성 흑연 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 GMT 또는 LWRT의 공소에서 존재할 수 있다. 다른 경우에서, 공유적으로-결합된 팽창성 흑연 재료는 GMT 또는 LWRT의 공소에서 존재할 수 있다. 더욱 다른 형태에서, 모든 비-공유 결합된 팽창성 흑연 재료 및 공유 결합된 팽창성 흑연 재료는 GMT 또는 LWRT에서 존재할 수 있다. GMT 또는 LWRT 프리프레그 또는 코어가 팽창성 흑연 재료와 조합으로 사용되는 경우, GMT 또는 LWRT의 기준 중량은, 예를 들어, 적합한 성능 특성을 여전히 제공하면서, 800 gsm, 600 gsm 또는 400 gsm 미만까지 감소될 수 있다. 원한다면, 추가의 로프팅제, 예를 들면, 마이크로구형체는 GMT 또는 LWRT에서 존재할 수 있다. In certain embodiments, the prepregs or cores described herein may be constructed (or used as) a glass mat thermoplastic composite (GMT) or a lightweight reinforced thermoplastic (LWRT). One such LWRT is manufactured by HANWHA AZDEL, Inc. and sold under the brand name SUPERLITE® Metro. SUPERLITE® mats loaded with expandable graphite materials can provide desirable added properties, such as flame retardancy and improved processing capabilities. The areal density of such a GMT or LWRT may range from about 400 grams per square meter (gsm) to about 4000 gsm of the GMT or LWRT, although the areal density may be less than 400 gsm or greater than 4000 gsm depending on specific application needs. You can. In some embodiments, the top density can be less than about 4000 gsm. In certain cases, the GMT or LWRT may include an expandable graphite material disposed in the cavity of the GMT or LWRT. For example, non-covalently bound expandable graphitic material may be present in the vacuoles of the GMT or LWRT. In other cases, covalently-bonded expandable graphitic material may be present in the vacuoles of the GMT or LWRT. In yet another form, all non-covalently bonded expandable graphitic materials and covalently bonded expandable graphitic materials may be present in GMT or LWRT. When a GMT or LWRT prepreg or core is used in combination with an expanded graphite material, the basis weight of the GMT or LWRT can be reduced, for example, to less than 800 gsm, 600 gsm or 400 gsm while still providing suitable performance characteristics. You can. If desired, additional lofting agents, such as microspheres, may be present at GMT or LWRT.

본원에서 기재된 프리프레그 및 코어의 생산에서, 습식 공정을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 선택적으로 본원에서 기재된 임의의 하나 이상의 첨가제 (예를 들면, 다른 로프팅제 또는 난연제)와 분산된 재료, 예를 들면, 열가소성 재료, 섬유 및 팽창성 흑연 재료를 포함한 액체 또는 유체는 기체, 예를 들면, 공기 또는 다른 기체의 존재하에 교반 또는 진탕될 수 있다. 분산액은, 내려놓은 재료에서 팽창성 흑연 재료의 실질적으로 균일한 분포를 제공하기 위해, 지지체, 예를 들면, 와이어 스크린 또는 다른 지지체상에 그 다음 놓여질 수 있다. 팽창성 흑연 재료 분산 및/또는 균일성을 증가시키기 위해, 교반된 분산액은 하기를 포함할 수 있다: 하나 이상의 활성제, 예를 들면, 음이온성, 양이온성, 또는 비-이온성 예컨대, 예를 들어, Industrial Soaps Ltd.제 명칭 ACE 액체로 판매되는 것, Glover Chemicals Ltd.제 TEXOFOR® FN 15 재료로서 판매되는 것, 및 Float-Ore Ltd.제 아민 Fb 19 재료로서 판매되는 것.이들 제제들은 액체 분산액에서 공기의 분산을 도울 수 있다. 구성요소는 분산액을 제공하기 위해 공기의 존재하에 혼합 탱크, 부유 셀 또는 다른 적합한 디바이스에 부가될 수 있다. 수성 분산액이 바람직하게는 사용되는 반면, 하나 이상의 비-수성 유체는 분산을 돕기 위해, 유체의 점도를 변경시키기 위해 또는 달리 분산액 또는 프리프레그, 코어 또는 물품에 원하는 물리적 또는 화학 특성을 부여하기 위해 또한 존재할 수 있다. In the production of prepregs and cores described herein, it may be desirable to use wet processes. For example, a liquid or fluid comprising materials, such as thermoplastic materials, fibers, and expandable graphite materials, optionally dispersed with any one or more additives (e.g., other lofting agents or flame retardants) described herein, may be a gas, For example, it may be stirred or agitated in the presence of air or other gas. The dispersion may then be placed on a support, such as a wire screen or other support, to provide a substantially uniform distribution of the expandable graphite material in the laid down material. To increase expandable graphite material dispersion and/or uniformity, the stirred dispersion may include: one or more activators, such as anionic, cationic, or non-ionic such as, Sold under the name ACE liquid by Industrial Soaps Ltd., sold as TEXOFOR® FN 15 material by Glover Chemicals Ltd., and sold as Amine Fb 19 material by Float-Ore Ltd. These formulations are available in liquid dispersions. It can help disperse the air. The components may be added to a mixing tank, flotation cell or other suitable device in the presence of air to provide a dispersion. While aqueous dispersions are preferably used, one or more non-aqueous fluids may also be used to assist in dispersion, to modify the viscosity of the fluid, or otherwise to impart desired physical or chemical properties to the dispersion or prepreg, core or article. It can exist.

특정 경우에서, 분산액이 충분한 기간 동안 혼합된 후, 현탁된 재료와 함께 유체는 아래 놓여진 재료의 웹을 제공하기 위해 스크린, 이동 와이어 또는 다른 적합한 지지체 구조상에 배치될 수 있다. 흡인 또는 감소된 압력은 열가소성 재료, 팽창성 흑연 재료 및 존재하는 임의의 다른 재료, 예를 들면, 섬유, 첨가제, 등을 남겨두기 위해 아래 놓여진 재료로부터 임의의 액체를 제거하기 위해 웹에 제공될 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같이, 열가소성 재료의 평균 입자 크기와 실질적으로 동일한 또는 초과인 것으로 팽창성 흑연 재료 입자 크기를 선택함으로써, (마이크로구형체 체류의 수준과 비교된) 팽창성 흑연 재료의 향상된 체류는 달성될 수 있다. 수득한 웹은 원하는 프리프레그, 코어 또는 물품을 추가로 제공하기 위해 건조, 통합, 프레싱, 로프팅, 적층, 사이징 또는 달리 가공될 수 있다. 일부 경우에서, 첨가제 또는 추가의 팽창성 흑연 재료는 원하는 프리프레그, 코어 또는 물품을 제공하기 위해 건조, 통합, 프레싱, 로프팅, 적층, 사이징 또는 다른 추가 가공에 앞서 웹에 부가될 수 있다. 다른 경우에서, 팽창성 흑연 재료는 원하는 프리프레그, 코어 또는 물품을 제공하기 위해 건조, 통합, 프레싱, 로프팅, 적층, 사이징 또는 다른 추가 가공 이후 웹에 부가될 수 있다. 습식 공정이, 열가소성 재료, 팽창성 흑연 재료 및 존재한 다른 재료의 성질에 의존하여, 사용될 수 있는 반면, 에어 레이드 공정, 건조 블렌드 공정, 카딩 및 니들 공정, 또는 부직포 제품 제조에 이용되는 다른 공지된 공정을 대신 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에서, 추가의 팽창성 흑연 재료는 프리프레그 또는 코어 표면에 약 90도 각에서 팽창성 흑연 재료를 분무하도록 구성되는 다수의 코팅 젯트 바로 밑의 보드 통과에 의해 프리프레그 또는 코어가 어느 정도까지 경화된 이후 프리프레그 또는 코어의 표면상에 분무될 수 있다. In certain cases, after the dispersion has been mixed for a sufficient period of time, the fluid along with the suspended material may be placed on a screen, moving wire, or other suitable support structure to provide a web of underlying material. Suction or reduced pressure can be provided to the web to remove any liquid from the underlying material to leave behind thermoplastic materials, expandable graphite materials, and any other materials present, such as fibers, additives, etc. . As mentioned herein, by selecting the expandable graphite material particle size to be substantially equal to or greater than the average particle size of the thermoplastic material, improved retention of the expandable graphite material (compared to the level of microsphere retention) can be achieved. You can. The resulting web may be dried, consolidated, pressed, lofted, laminated, sized or otherwise processed to further provide the desired prepreg, core or article. In some cases, additives or additional expandable graphite materials may be added to the web prior to drying, consolidation, pressing, lofting, lamination, sizing or other further processing to provide the desired prepreg, core or article. In other cases, the expandable graphite material may be added to the web after drying, consolidating, pressing, lofting, lamination, sizing or other further processing to provide the desired prepreg, core or article. While wet processes may be used, depending on the nature of the thermoplastic material, expanded graphite material and other materials present, the air laid process, dry blend process, carding and needle process, or other known processes used in the manufacture of nonwoven products. It may be desirable to use instead. In some cases, the additional intumescent graphite material is passed through the board directly under a plurality of coating jets configured to spray the intumescent graphite material at an angle of about 90 degrees onto the prepreg or core surface, allowing the prepreg or core to cure to some extent. It can then be sprayed onto the surface of the prepreg or core.

일부 형태에서, 본원에서 기재된 프리프레그 및 코어는 수용액 또는 발포물에서 계면활성제의 존재하에 열가소성 재료, 섬유, 팽창성 흑연 재료의 조합에 의해 생산될 수 있다. 조합된 구성요소는 다양한 재료를 분산시키기 위해 및 재료의 실질적으로 균질한 수성 혼합물을 제공하기 위해 충분한 시간 동안 혼합 또는 진탕될 수 있다. 분산된 혼합물은 그 다음 임의의 적합한 지지체 구조, 예를 들어, 철망 또는 다른 메쉬 또는 원하는 다공도를 갖는 지지체상에 놓여진다. 물은 웹을 형성하는 철망을 통해 진공처리될 수 있다. 웹은 열가소성 분말의 연화 온도 초과로 건조 및 가열된다. 웹은 그 다음 약 1 퍼센트 내지 약 95 퍼센트의 기공 함량을 갖는 복합 시트를 생산하기 위해 예정된 두께로 냉각 및 프레싱된다. 대안적 구현예에서, 수성 발포물은 또한 바인더 재료를 포함한다.In some forms, the prepregs and cores described herein can be produced by a combination of thermoplastic materials, fibers, and expandable graphite materials in the presence of surfactants in aqueous solutions or foams. The combined components may be mixed or agitated for a sufficient time to disperse the various ingredients and provide a substantially homogeneous aqueous mixture of the ingredients. The dispersed mixture is then placed on any suitable support structure, for example a wire mesh or other mesh or support having the desired porosity. Water can be vacuumed through a wire mesh forming a web. The web is dried and heated above the softening temperature of the thermoplastic powder. The web is then cooled and pressed to a predetermined thickness to produce a composite sheet having a pore content of about 1 percent to about 95 percent. In an alternative embodiment, the water-based foam also includes a binder material.

특정 예에서, GMT의 형태로 프리프레그 또는 코어는 생산될 수 있다. 특정 경우에서, GMT는 세절된 유리 섬유, 열가소성 재료, 팽창성 흑연 재료 및 유리 섬유 또는 열가소성 수지 섬유 예컨대, 예를 들어, 폴리프로필렌 (PP), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리카보네이트 (PC), PC/PBT의 블렌드, 또는 PC/PET의 블렌드로 제조된 선택적인 열가소성 폴리머 필름 또는 필름들 및/또는 직물 또는 부직포를 이용하여 일반적으로 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, PP, PBT, PET, PC/PET 블렌드 또는 PC/PBT 블렌드는 높은 용융 흐름 지수 수지이다 로서 사용될 수 있다. 유리 메트를 생산하기 위해, 열가소성 재료, 보강 재료, 팽창성 흑연 재료 및/또는 다른 첨가제는 임펠러가 구비된 최상부 혼합 탱크에서 함유된 분산 발포물에 부가 또는 계량될 수 있다. 임의의 특정한 이론에 의해 구속됨의 바램 없이, 발포물의 공기의 포획된 포켓의 존재는 유리 섬유, 열가소성 재료 및 팽창성 흑연 재료의 분산을 도울 수 있다. 일부 예에서, 유리 및 수지의 분산된 혼합물은 분포 매니폴드를 통해 초지기의 와이어 섹션 위에 위치한 헤드-박스에 펌핑될 수 있다. 유리 섬유, 팽창성 흑연 재료 또는 열가소성재가 아닌, 발포물은 그 다음 분산된 혼합물이 균일한, 섬유질 습성 웹을 연속적으로 생산하는, 진공을 이용한 이동 와이어 스크린에 제공됨에 따라 제거될 수 있다. 습성 웹은 수분 함량을 감소시키기 위해 및 열가소성 재료를 용융 또는 연화시키기 위해 적합한 온도에서 건조기에 통과될 수 있다. 고온 웹이 건조기를 빠져나가는 경우, 표면 층 예컨대, 예를 들어, 필름은 가열된 롤러의 세트의 닙을 통해 유리 섬유, 팽창성 흑연 재료, 열가소성 재료 및 필름의 통과에 의해 웹에 적층될 수 있다. 원한다면, 추가의 층들 예컨대, 예를 들어, 부직포 및/또는 직물 층은 또한 유리 섬유-강화된 메트의 취급 편이성을 용이하게 하기 위해 웹의 한면 또는 양면에 필름을 따라 부착될 수 있다. 복합체는 그 다음 텐션 롤을 통해 통과될 수 있고 최종 생성물 물품으로 후기 형성을 위하여 원하는 크기로 연속적으로 절단 (재단)될 수 있다. 상기 복합체 형성에서 사용된 적합한 재료 및 처리 조건을 포함한, 상기 GMT 복합체의 제조에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 하기에 기재된다: 미국특허번호 6,923,494, 4,978,489, 4,944,843, 4,964,935, 4,734,321, 5,053,449, 4,925,615, 5,609,966 및 미국특허 출원 공개 번호 US 2005/0082881, US2005/0228108, US 2005/0217932, US 2005/0215698, US 2005/0164023, 및 US 2005/0161865.In certain examples, prepregs or cores may be produced in the form of GMT. In certain cases, GMT is made of shredded glass fibers, thermoplastic materials, expanded graphite materials and glass fibers or thermoplastic fibers such as, for example, polypropylene (PP), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET). ), polycarbonate (PC), a blend of PC/PBT, or a blend of PC/PET and/or an optional thermoplastic polymer film or films and/or woven or nonwoven. In some embodiments, PP, PBT, PET, PC/PET blends or PC/PBT blends can be used as high melt flow index resins. To produce the glass mat, thermoplastic materials, reinforcing materials, expandable graphite materials and/or other additives can be added or metered into the contained disperse foam in an upper mixing tank equipped with an impeller. Without wishing to be bound by any particular theory, the presence of trapped pockets of air in the foam can aid in the dispersion of glass fibers, thermoplastic materials, and expandable graphite materials. In some examples, the dispersed mixture of glass and resin may be pumped through a distribution manifold to a head-box located above the wire section of the paper machine. The foam, which is not glass fiber, expanded graphite material or thermoplastic material, can then be removed as the dispersed mixture is applied to a vacuum-assisted moving wire screen that continuously produces a uniform, fibrous wet web. The wet web may be passed through a dryer at a suitable temperature to reduce the moisture content and to melt or soften the thermoplastic material. When the hot web exits the dryer, surface layers such as, for example, films can be laminated to the web by passing glass fibers, expanded graphite materials, thermoplastic materials and films through the nips of a set of heated rollers. If desired, additional layers such as, for example, non-woven and/or textile layers may also be attached along the film to one or both sides of the web to facilitate handling of the glass fiber-reinforced mat. The composite can then be passed through tension rolls and subsequently cut (cut) to the desired size for subsequent formation into final product articles. Additional information regarding the preparation of the GMT composites, including suitable materials and processing conditions used in forming the composites, is described, for example, in U.S. Pat. , 5,609,966, and U.S. Patent Application Publication Nos. US 2005/0082881, US2005/0228108, US 2005/0217932, US 2005/0215698, US 2005/0164023, and US 2005/0161865.

특정 구현예에서, 열가소성 재료 및 강화 섬유와 조합으로 EG 재료의 존재는 종래의 액체 탄화수소-폴리머 쉘 마이크로구형체로 달성될 수 있는 것보다 로프트의 더 나은 대조를 허용한다. 예를 들어, 대류 가열에 실질적으로 비감수성인 및 하기에 감수성인 EG 재료를 선택함으로써: 다른 유형의 가열, 예를 들면, IR 가열, 프리프레그, 코어 및 물품은 높은 예비 로프팅 수용력으로 생산될 수 있다. 상기 형태는 최종 사용자가 프리프레그, 코어 및 물품을 포함하는 부품에 대하여 광범위한 가능한 최종 두께를 갖도록 허용한다. 예를 들어, 최종 사용자는 원하는 수득 두께를 제공하는 부품을 가공하기 위해 바람직한 가열 조건을 선택할 수 있다. 원한다면, 부품의 상이한 구역은 특정 구역에 적용된 처리 조건을 변경시킴으로써 상이한 최종 두께를 가질 수 있다. In certain embodiments, the presence of EG materials in combination with thermoplastic materials and reinforcing fibers allows for better contrast in loft than can be achieved with conventional liquid hydrocarbon-polymer shell microspheres. For example, by selecting EG materials that are substantially insensitive to convective heating and susceptible to: other types of heating, such as IR heating, prepregs, cores and articles can be produced with high pre-lofting capacity. You can. This form allows the end user to have a wide range of possible final thicknesses for parts including prepregs, cores and articles. For example, the end user can select the desired heating conditions to process a part that provides the desired resulting thickness. If desired, different sections of the part can have different final thicknesses by varying the processing conditions applied to specific sections.

일부 경우에서, 프리프레그, 코어 또는 물품은 진탕된 수성 발포물을 형성하기 위해 혼합물에서 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 입자를 조합시킴으로써 생산될 수 있다. 교반된 수성 발포물은 와이어 지지체상에 배치될 수 있다. 물은 웹 또는 오픈 셀 구조를 형성하기 위해 진공처리될 수 있다. 웹은, 예를 들면, 실질적으로 무 로프트가 발생하는 조건하에 열가소성 재료의 용융 온도 초과인, 대류 가열을 이용하여 가열될 수 있고, 상기 단계는 또한 일부 경우에서 통합으로서 지칭된다. 원한다면, 압력은 팽창성 흑연 입자를 포함한, 예를 들면, 웹 (또는 오픈 셀 구조)에서 균일하게 분산된 또는 웹 (또는 오픈 셀 구조)에서 비-균일하게 분산된 EG 재료를 포함한 열가소성 복합 시트를 제공하기 위해 웹에 적용될 수 있다. 시트는 원하는 로프트를 제공하기 위해 적합한 가열 조건의 선택에 의해 추가로 가공될 수 있다. 일부 경우에서, 시트를 로프팅하기에 유효한 가열 조건은 전체 보드 두께를 증가시키기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어, 외피, 커버층 또는 다른 재료는 시트상에 배치될 수 있다. 다중-층 어셈블리는 금형에서 배치될 수 있고 가열 조건은 어셈블리의 다른 층들에 대해 시트의 표면을 가압하기 위해 시트를 로프팅하도록 적용될 수 있다. 시트의 전체 두께를 증가시킴으로써, 시트와 어셈블리의 다른 층들 사이에서 더 나은 접착이 달성될 수 있다. In some cases, prepregs, cores or articles can be produced by combining thermoplastic materials, reinforcing fibers and expandable graphite particles in a mixture to form an agitated aqueous foam. The agitated aqueous foam can be placed on a wire support. Water can be vacuumed to form a web or open cell structure. The web may be heated using convective heating, for example, above the melting temperature of the thermoplastic material under conditions that result in substantially no loft, a step also referred to in some cases as integration. If desired, the pressure is applied to a thermoplastic composite sheet comprising expandable graphite particles, for example, uniformly dispersed in a web (or open cell structure) or non-uniformly dispersed in the web (or open cell structure). It can be applied to the web to do this. Sheets can be further processed by selection of suitable heating conditions to provide the desired loft. In some cases, heating conditions effective for lofting the sheet can be applied to increase overall board thickness. For example, a skin, cover layer or other material can be disposed on a sheet. The multi-layer assembly can be placed in a mold and heating conditions can be applied to loft the sheet to press its surface against the other layers of the assembly. By increasing the overall thickness of the sheet, better adhesion can be achieved between the sheet and other layers of the assembly.

특정 경우에서, 복합품의 생산 방법은 교반된 수성 발포물을 형성하기 위해 혼합물에서 열가소성 재료, 강화 섬유 및 팽창성 흑연 입자의 조합을 포함한다. 발포물은 와이어 지지체상에 배치되고, 물은 열가소성 재료, 섬유 및 흑연 재료를 포함한 웹 또는 오픈 셀 구조를 형성하기 위해 진공처리된다. 일부 경우에서, 웹은 그 다음 열가소성 재료의 용융 온도 초과의 제1 온도까지 가열되고, 여기에서 제1 온도는 팽창성 흑연 입자의 로프트 개시 온도 미만이고 이로써 실질적으로 로프트는 발생하지 않는다. 다른 경우에서, 웹은 열가소성 재료를 용융시키는 가열 조건을 이용한 가열, 예를 들면, 대류 가열일 수 있지만, 그러나 팽창성 흑연 입자를 실질적으로 로프팅하지 않는다. 원한다면, 압력은 그 다음, 웹에서 분산된 팽창성 흑연 입자를 포함한 열가소성 복합 시트를 제공하기 위해, 예를 들면, 닙 롤러 또는 다른 디바이스를 이용하여, 웹에 적용될 수 있다. In certain cases, methods for producing composites include combining thermoplastic materials, reinforcing fibers, and expandable graphite particles in a mixture to form an agitated aqueous foam. The foam is placed on a wire support and water is vacuumed to form a web or open cell structure containing thermoplastic, fiber and graphitic materials. In some cases, the web is then heated to a first temperature above the melting temperature of the thermoplastic material, where the first temperature is below the loft onset temperature of the expandable graphite particles and thereby substantially no loft occurs. In other cases, the web may be heated using heating conditions that melt the thermoplastic material, such as convection heating, but do not substantially loft the expandable graphite particles. If desired, pressure can then be applied to the web, for example, using a nip roller or other device, to provide a thermoplastic composite sheet comprising expandable graphite particles dispersed in the web.

특정 예는 본원에서 기재된 신규 측면 및 형태의 더 나은 일부를 예시하기 위해 아래에 기재되어 있다. Specific examples are set forth below to further illustrate some of the novel aspects and configurations described herein.

실시예 1Example 1

상이한 조성물은 폴리프로필렌 수지 및 유리 섬유를 이용하여 생산되었다. 5 중량 퍼센트에서 존재한 액체 탄화수소 코어-폴리머 마이크로구형체를 포함한 하나의 조성물 (H1100). 제2 조성물은 5 중량 퍼센트에서 존재한 EG-249C 팽창성 흑연 (EG) 재료를 포함하였다. 제3 조성물은 10 중량 퍼센트에서 존재한 EG-249C 팽창성 흑연 재료를 포함하였다. 제4 조성물은 15 중량 퍼센트에서 존재한 EG-249C 팽창성 흑연 재료를 포함하였다. 제5 조성물은 10 중량 퍼센트에서 존재한 EG-HV 팽창성 흑연 재료를 포함하였다. 약 60 중량 퍼센트 폴리프로필렌 및 40 중량 퍼센트 유리 섬유는 각 조성물에서 존재하였다. 각 조성물에서 EG의 중량 퍼센트는 폴리프로필렌 및 유리 섬유의 총 중량에 기반되었고, 예를 들면, 5 중량 퍼센트 EG를 가진 조성물은 40 g의 유리 섬유 및 60 그램의 폴리프로필렌을 포함한 조성물에 5 g의 EG의 부가에 의해 생산될 수 있다. 각각의 조성물은 약 800 gsm의 기준 중량을 갖는 시트로 제조되었다. Different compositions were produced using polypropylene resin and glass fiber. One composition (H1100) comprising liquid hydrocarbon core-polymer microspheres present at 5 weight percent. The second composition included EG-249C expanded graphite (EG) material present at 5 weight percent. The third composition included EG-249C expandable graphite material present at 10 weight percent. The fourth composition included EG-249C expandable graphite material present at 15 weight percent. The fifth composition included EG-HV expandable graphite material present at 10 weight percent. About 60 weight percent polypropylene and 40 weight percent glass fiber were present in each composition. The weight percent of EG in each composition was based on the total weight of polypropylene and glass fiber, for example, a composition with 5 weight percent EG would have 5 g of EG in a composition containing 40 g of glass fiber and 60 grams of polypropylene. It can be produced by addition of EG. Each composition was made into a sheet with a basis weight of approximately 800 gsm.

보드는 다양한 가열 조건하에서 두께 변화에 대하여 시험되었다. 보드를 함유한 H1100 및 EG-HV는 하기에서 공기 가열되었고: 204 섭씨온도 (하기에서 좌측 막대: 도11) 그리고 하기에서 공기 가열되었다: 225 섭씨온도 (하기에서 우측 칼럼: 도11). 각각의 EG-249C 보드는 동일한 온도에서 공기 가열되었고 또한 하기에서 적외선 가열 (IR) 처리되었다: 200 섭씨온도 및 220 섭씨온도 (하기에서 좌측부터 우측까지 막대는: 도11 EG-249C에 대하여 하기에서 공기 가열을 나타내고: 204 섭씨온도, 하기에서 공기 가열: 225 섭씨온도, 하기에서 IR 가열: 200 섭씨온도 및 하기에서 IR 가열: 220 섭씨온도; EG-HV에서 막대는 하기에서 공기 가열을 나타낸다: 204 섭씨온도 및 225 섭씨온도). The boards were tested for thickness change under various heating conditions. The H1100 and EG-HV containing boards were air heated at: 204 degrees Celsius (left column below: Figure 11) and air heated at: 225 degrees Celsius (right column below: Figure 11). Each EG-249C board was air heated at the same temperature and also treated with infrared heating (IR) at 200 degrees Celsius and 220 degrees Celsius (bars from left to right below are: Figure 11 for EG-249C below) Represents air heating at: 204 degrees Celsius, air heating at: 225 degrees Celsius, IR heating at: 200 degrees Celsius, and IR heating at: 220 degrees Celsius; the bars in EG-HV represent air heating at: 204 degrees Celsius and 225 degrees Celsius).

마이크로구형체 보드 두께는 더 높은 온도에서 두께에 밀접한 더 낮은 온도에서 두께를 가진 모든 온도에서 증가하였다. 마이크로구형체에 비교되면, EG-249C 보드는 무 또는 거의 없는 두께 변화를 보여주는 공기 가열에 일반적으로 비감수성이었다. EG-HV 보드 두께는 공기 가열시 증가하였다. EG-HV는 더 낮은 등급 팽창성 흑연 재료이고 EG-249C보다 더 낮은 온도에서 팽창한다. 모든 EG-249C 보드의 두께는 하기에서 IR 가열을 이용하여 극적으로 증가하였다: 220 섭씨온도. 또한, 보드의 두께는 팽창성 흑연 재료 부하 양 및 IR 가열 온도와 함께 다양하였다. 결과는 원하는 로프팅 온도의 선택에 의해 보드 두께를 선택적으로 증가시키기 위해 팽창성 흑연 재료의 사용과 일치한다. Microspheroid board thickness increased at all temperatures with thickness at lower temperatures closely related to thickness at higher temperatures. Compared to microspheres, EG-249C boards were generally insensitive to air heating, showing no or little thickness change. EG-HV board thickness increased upon air heating. EG-HV is a lower grade expandable graphite material and expands at lower temperatures than EG-249C. The thickness of all EG-249C boards was increased dramatically using IR heating at: 220 degrees Celsius. Additionally, the thickness of the board was varied along with the amount of expandable graphite material loading and the IR heating temperature. The results are consistent with the use of an expandable graphite material to selectively increase board thickness by selection of the desired lofting temperature.

실시예 2Example 2

일련의 보드는 실시예 1에 기재된 공정을 이용하여 제조되었다. 보드는 각각 실시예 1에서 언급된 바와 같이 유사한 양으로 폴리프로필렌 및 유리 섬유를 포함하였다. 3개의 상이한 보드는 제조되었다: H1100 마이크로구형체를 포함한 것, N351 팽창성 흑연 재료를 포함한 것, 및 N400 팽창성 흑연 재료를 포함한 것.각각의 보드는 하기에서 대류 가열에 의해 1기에 대하여 시험되었다: 200 섭씨온도. 결과는 표 1에서 보여진다. 99mm 직경의 둥근 퍽은 테스트 표본으로서 사용되었다. 두께는 캘리퍼스를 이용하여 3개의 상이한 구역에서 측정되었다. A series of boards were manufactured using the process described in Example 1. The boards each contained similar amounts of polypropylene and glass fiber as mentioned in Example 1. Three different boards were manufactured: one with H1100 microspheres, one with N351 expandable graphite material, and one with N400 expandable graphite material. Each board was tested for one cycle by convection heating at: 200 Celsius temperature. The results are shown in Table 1. A 99 mm diameter round puck was used as a test specimen. Thickness was measured in three different sections using calipers.

Figure 112017054892796-pct00001
Figure 112017054892796-pct00001

결과는 계속되는 가열과 함께 경시적으로 증가하는 각 보드의 두께와 일치되었다. 두께가 분 2 내지 분 4 감소하였음에 따라 증가된 가열로 마이크로구형체 보드 (H1100)에서 현저한 붕괴가 있다. 팽창성 흑연 재료 보드의 붕괴는 관측되지 않았다. The results were consistent with the thickness of each board increasing over time with continued heating. There is significant collapse in the microspheroid board (H1100) with increased heating as the thickness is reduced from 2 to 4 minutes. No collapse of the intumescent graphite material board was observed.

실시예 3Example 3

실시예 2의 3개 보드의 예비 로프팅 수용력 (얼마나 많은 추가의 두께가 달성될 수 있는지)를 결정하기 위해, 각각의 보드는 실온에서 1 일 동안 냉각되었다. 보드는 그 다음 하기에서 대류 가열에 의해 2기 처리되었다: 200 섭씨온도 3 분 동안(H1100 보드에 대하여) 및 하기에서 IR 가열에 의해: 약 220 섭씨온도 1.5 분 동안 (EG 보드에 대하여). 마이크로구형체 보드 (H1100)는 마이크로구형체의 파열 없이 최대 로프트를 허용하는 상이한 가열 조건 처리되었다. 결과는 표 2에서 열거된다. To determine the preliminary lofting capacity (how much additional thickness could be achieved) of the three boards of Example 2, each board was cooled at room temperature for 1 day. The boards were then treated twice by convection heating at: 200 degrees Celsius for 3 minutes (for H1100 boards) and by IR heating at approximately 220 degrees Celsius for 1.5 minutes (for EG boards). The microspheres board (H1100) was subjected to different heating conditions allowing maximum loft without rupture of the microspheres. The results are listed in Table 2.

Figure 112017054892796-pct00002
Figure 112017054892796-pct00002

1기에서 유발된 로프트는 포텐셜 로프팅 수용력의 손실을 나타낸다. 예를 들어, 8.892 mm의 전체 두께를 가진 H1100 보드에 대하여, 1기에서 유발된 로프트는 5.526 mm이었다. 보드의 전체 두께는 2기 로프트 이후 8.892이었고, 이는 보드가 1기 이후 그의 총 로프팅 수용력의 5.526/8.892 = 62.1%까지 로프팅되었음을 의미한다. 상기 결과는 단지 37.9% 예비 로프팅 수용력이 그 보드에 남아있었음을 의미한다. The loft induced in stage 1 represents a loss of potential lofting capacity. For example, for an H1100 board with an overall thickness of 8.892 mm, the induced loft in period 1 was 5.526 mm. The total thickness of the board was 8.892 after period 2 loft, meaning that the board was lofted to 5.526/8.892 = 62.1% of its total lofting capacity after period 1. The results mean that only 37.9% reserve lofting capacity remained in the board.

그에 반해서, 유사한 시간에서 팽창성 흑연 재료 보드는 N351에 대하여 73.5% 예비 로프팅 수용력 및 N400에 대하여 64.4% 예비 로프팅 수용력을 유지하였다. 이들 결과는 마이크로구형체에 비교된 경우 추가의 예비 로프팅 수용력을 제공한 팽창성 흑연 재료와 일치한다. In contrast, the expanded graphite material board maintained 73.5% pre-lofting capacity for N351 and 64.4% pre-lofting capacity for N400 at similar times. These results are consistent with the expandable graphite material providing additional pre-lofting capacity when compared to microspheres.

실시예 4Example 4

추가의 테스트는 실시예 2의 보드를 이용하여 수행되었다. 이들 테스트는 가열 동안 각 보드의 기준 중량 뿐만 아니라 회분의 측정 및 하기의 온도에서 보드의 로프팅 이후 로프트 지수의 결정을 포함하였다: 200 섭씨온도 (오븐에서 대류 가열 이용). 99 mm 직경 퍽은 각 실험에 대하여 사용된 10개 퍽을 가진 테스트 샘플로서 사용되었다. 전체 데이터에 대하여, 두께 값은 전체 10개 퍽에 대하여 평균 측정에 기반된다. 기준 중량, 변동 계수 (COV), 두께, 로프트 비 (있는 그대로 두께에 의해 분할된 로프팅된 두께), 회분 (연소시키기 위해 샘플을 하기에 배치시킴으로써 결정됨: 800 섭씨온도 오븐 - 단지 유리 섬유가 남아있고 남은 것은 유리 섬유의 중량 퍼센트이다), 로프트 지수-1 (회분에 의해 분할된 로프트 비), 로프팅제 함량 (하기의 표 3에서 보여짐: 도12 MS 함량으로서) 및 로프트-지수 2 (로프팅제 함량에 의해 분할된 로프트 지수-1)은 결정되었다. 로프트-지수의 사용은 직접적으로 비교할만한 결과로 이어지는 각 보드의 총 gsm에서의 변화를 제거 (또는 정규화)할 수 있다. 마이크로구형체 함량 (H1100)은 샘플에서 마이크로구형체의 함량을 계산하기 위해 마이크로구형체 파열 이전 및 이후 중량 측정에 의해 결정되었다. EG (N351 및 N400)에 대하여 7% 함량은 테스트 샘플에 EG의 그 양의 부가에 기반되었다. 결과는 하기의 표 3에서 보여진다: 도12Additional tests were performed using the board of Example 2. These tests included measurement of the ash content as well as the basis weight of each board during heating and determination of the loft index after lofting the boards at the following temperatures: 200 degrees Celsius (using convection heating in an oven). 99 mm diameter pucks were used as test samples with 10 pucks used for each experiment. For full data, thickness values are based on the average measurement over all 10 pucks. Base weight, coefficient of variation (COV), thickness, loft ratio (lofted thickness divided by as-is thickness), ash (determined by placing the sample for combustion in an 800 degree C oven - only glass fibers remain. and remaining is the weight percent of glass fiber), Loft-Index-1 (loft ratio divided by ash), Lofting Agent Content (shown in Table 3 below: Figure 12 as MS content) and Loft-Index-2 (Lofting Agent The loft index-1) divided by content was determined. Use of the loft-index can remove (or normalize) the variation in the total gsm of each board, leading to directly comparable results. Microspheres content (H1100) was determined by gravimetry before and after microspheres rupture to calculate the content of microspheres in the sample. For EG (N351 and N400) the 7% content was based on the addition of that amount of EG to the test sample. The results are shown in Table 3 below: Figure 12

전체 EG 샘플 (N351 및 N400)의 로프팅 지수는 동일한 가열 시간에서 상응하는 마이크로구형체 샘플보다 적어도 50% 미만이었다. 이들 값은 하기에서 대류 가열 이후 향상된 예비 로프팅 수용력을 제공한 보드를 함유한 EG와 일치한다: 200 섭씨온도. The lofting index of all EG samples (N351 and N400) was at least 50% less than that of the corresponding microspheres samples at the same heating time. These values are consistent with EG containing boards that provided improved pre-lofting capacity after convective heating at: 200 degrees Celsius.

실시예 5Example 5

추가의 테스트는 실시예 2의 보드를 이용하여 수행되었다. 이들 테스트는 가열 동안 각 보드 뿐만 아니라 회분의 기준 중량의 측정 및 하기의 온도에서 보드의 로프팅 이후 로프트 지수의 결정을 포함하였다: 220 섭씨온도 (오븐에서 대류 가열 이용). 결과는 실시예 4와 관련하여 기재된 바와 같이 수득/결정되었다. 결과는 하기의 표 4에서 보여진다: 도13.Additional tests were performed using the board of Example 2. These tests included measurement of the basis weight of each board as well as the batch during heating and determination of the loft index after lofting the boards at the following temperatures: 220 degrees Celsius (using convection heating in an oven). Results were obtained/determined as described in connection with Example 4. The results are shown in Table 4 below: Figure 13.

전체 EG 샘플 (N351 및 N400)의 로프팅 지수는 동일한 가열 시간에서 상응하는 마이크로구형체 샘플 미만이었다. 각 샘플에 대하여 각 가열 시간에서 로프트 지수는 일반적으로 하기에서 수득된 상응하는 로프트 지수 초과이었다: 200 섭씨온도. 이들 값은 가공 온도의 다양화에 의해 로프팅의 향상된 제어를 제공한 EG와 일치한다. The lofting index of the full EG samples (N351 and N400) was less than that of the corresponding microspheres samples at the same heating time. The loft index at each heating time for each sample was generally greater than the corresponding loft index obtained at 200 degrees Celsius. These values are consistent with EG, which provided improved control of lofting by varying the processing temperature.

실시예 6Example 6

상이한 유형의 팽창성 흑연 재료는 실시예 2의 보드와 유사한 보드의 생산에 의해 시험되었다. 보드에서 각 팽창성 흑연 재료의 중량 백분율은 8 중량 퍼센트이었다. H1100 마이크로구형체 제어 보드는 24 중량 퍼센트 마이크로구형체를 포함하였다. 각 보드의 기준 중량은 약 800 gsm이었다. 로프트는 표 5에서 열거된 다양한 조건하에 측정되었다. TMA는 시작하는 로프트의 실제의 온도 개시를 측정하기 위해 열기계적 분석기의 이용에 의해 결정된 개시 온도를 지칭한다. NYACOL 값은 공급자에 의해 제공된 상응하는 값이다. Different types of expandable graphite materials were tested by producing boards similar to the boards of Example 2. The weight percentage of each expandable graphite material in the board was 8 weight percent. The H1100 microspheres control board contained 24 weight percent microspheres. The standard weight of each board was approximately 800 gsm. Loft was measured under various conditions listed in Table 5. TMA refers to the onset temperature determined by the use of a thermomechanical analyzer to measure the actual temperature onset of the starting loft. The NYACOL value is the corresponding value provided by the supplier.

Figure 112017054892796-pct00003
Figure 112017054892796-pct00003

표 5에서 결과는 하기에서 대류 가열 이후 높은 예비 로프팅 수용력을 제공한 팽창성 흑연 재료와 일치한다: 200 섭씨온도 1 분 동안. HV, 351 및 KP251 EG 재료에 대하여, 하기에서 높은 로프트를 달성하기 위한 능력은: 220 섭씨온도 (1 분 동안) 이들 재료를 포함한 보드에서 예비 로프트 수용력을 제공한다. 다양한 조건에서 로프트 두께를 비교한 막대 그래프는 하기에서 보여진다: 도14.각 막대 그룹화에서 좌측부터 우측까지는 하기를 나타낸다: 하기에서 공기 가열: 200 섭씨온도, 하기에서 공기 가열: 220 섭씨온도, 하기에서 IR 가열: 200 섭씨온도 및 하기에서 IR 가열: 220 섭씨온도. 그래프에서 나타낸 바와 같이, EG 샘플은 적용된 열의 유형에 감수성이다. 상기 선택성은 적합한 열 적용 공정의 선택에 의해 로프팅의 더 나은 제어를 허용한다. 그에 반해서, 마이크로구형체 로프트는 적용된 열의 유형에 일반적으로 비감수성이다. 특정 경우에서, 하기 사이에서 큰 갭의 보유에 기반된 EG 재료를 선택하는 것이 바람직하다: 하기에서 로프트: 200 섭씨온도 및 하기에서 로프트: 220 섭씨온도. 상이기 큰 갭은 더 많은 예비 로프트 수용력을 제공한다. 또한, 큰 갭의 선택에 의해 그리고 대류 조건하에 실질적인 로프트를 제공하지 않는 EG 재료의 이용에 의해, 적외선 가열 (또는 다른 가열)은 물품의 최종 두께를 더 양호하게 제어하기 위해 적용될 수 있다. The results in Table 5 are consistent with the expandable graphite material providing high pre-lofting capacity after convective heating at 200 degrees Celsius for 1 minute. For HV, 351 and KP251 EG materials, the ability to achieve high loft at: 220 degrees Celsius (for 1 minute) provides reserve loft capacity in boards containing these materials. A bar graph comparing loft thickness under various conditions is shown below: Figure 14. Each bar grouping from left to right shows: Air heating at 200 degrees Celsius, Below air heating at 220 degrees Celsius. IR heating at: 200 degrees Celsius and IR heating at: 220 degrees Celsius. As shown in the graph, EG samples are sensitive to the type of heat applied. This selectivity allows better control of lofting by selection of a suitable heat application process. In contrast, microspheres lofts are generally insensitive to the type of heat applied. In certain cases, it is desirable to select an EG material based on the retention of a large gap between: loft at: 200 degrees Celsius and loft at: 220 degrees Celsius. Larger gaps provide more reserve loft capacity. Additionally, by selecting a large gap and using EG materials that do not provide substantial loft under convective conditions, infrared heating (or other heating) can be applied to better control the final thickness of the article.

실시예 7Example 7

열가소성 복합품에 난연성을 제공하기 위해 (난연제의 부재하에) 팽창성 흑연 재료의 능력은 시험되었다. H1100 마이크로구형체를 포함한 대조 보드 및 다양한 팽창성 흑연 재료를 포함한 테스트 보드는 시험되었다. 결과는 하기의 표 6에서 보여진다: 도15. 소괄호는 각 보드에서 중량 퍼센트로 팽창성 흑연 재료 부하를 나타낸다. 각 보드는 약 800 gsm의 기준 중량을 포함하였고 약 2 mm의 두께로 성형되었다. 연소 속도는 본원에서 기재된 바와 같이 1991년자 FMVSS 302 테스트에서 나타낸 대로 인치 / 분으로 측정되었다. 연소 거리는 FMVSS-302 테스트 방법에서 나타낸 대로 인치로 측정되었다. The ability of expandable graphite materials (in the absence of flame retardants) to provide flame retardancy to thermoplastic composites was tested. A control board containing H1100 microspheres and a test board containing various extensible graphite materials were tested. The results are shown in Table 6 below: Figure 15. Parentheses indicate the expandable graphite material loading in percent by weight on each board. Each board contained a base weight of approximately 800 gsm and was molded to a thickness of approximately 2 mm. Burning speed was measured in inches/minute as shown in the 1991 FMVSS 302 test as described herein. Burning distance was measured in inches as indicated in the FMVSS-302 test method.

결과는 로프팅 이전 및 이후 영향을 받지 않는 팽창성 흑연 재료 보드에서 자기-소멸 성능과 일치한다. 5% EG-249C 부하에서, 보드는 자기-소멸성이었고, 난연성이 5중량 % 팽창성 흑연 재료만큼 적게 제공될 수 있음을 나타내었다. 비교하자면, 마이크로구형체 보드는 자기-소멸성이 아니었다. 표 6에서 타이밍 마크는 보드에 적용된 불꽃의 말단 내부로 및 내부로부터 약 4 인치 마크를 지칭한다. The results are consistent with the self-annihilation performance in unaffected expanded graphite material boards before and after lofting. At a 5% EG-249C load, the board was self-extinguishing, indicating that flame retardancy can be provided by as little as 5% by weight expanded graphite material. In comparison, the microspheroid board was not self-destructive. The timing marks in Table 6 refer to marks approximately 4 inches inward and from the distal end of the flame applied to the board.

실시예 8Example 8

보드의 추가의 세트는 난연성에 대하여 시험되었다. 사용된 재료 및 그의 부하 중량은 하기의 표 7에서 보여진다: 도16. 모든 팽창성 흑연 재료 보드는 보드가 2 mm까지 성형된 경우 자기-소멸성이었다. 보드의 다공도가 증가함에 따라, 자기-소멸성 테스트를 통과하기가 일반적으로 더욱 어려워진다. 존재한 더 많은 공기 또는 더 높은 다공도가 있다는 것을 의미하는, 심지어 팽창성 흑연 재료 보드가 부하되었고 8 mm의 전체 두께로 성형된 경우, 모든 팽창성 흑연 재료 보드는 자기-소멸성이었다. An additional set of boards was tested for flame retardancy. The materials used and their load weights are shown in Table 7 below: Figure 16. All intumescent graphite material boards were self-extinguishing when the boards were molded down to 2 mm. As the porosity of the board increases, it generally becomes more difficult to pass the self-extinguishing test. All the intumescent graphite material boards were self-extinguishing, even when they were loaded and molded to a total thickness of 8 mm, meaning that there was more air or higher porosity present.

실시예 9Example 9

몇 개의 보드는 그의 비-오일 및 오일 가연성에 대하여 시험되었다. 보드는 약 1310 gsm의 기준 중량을 가졌다. 보드는 각각 약 10 중량 퍼센트 Asbury 3335 팽창성 흑연 재료와 조합으로 SuperliteTM 코어 (폴리프로필렌과 약 55 중량 퍼센트 유리 섬유의 혼합물)을 포함하였다. 보드가 노후된 이후 세로 방향 또는 가로 방향으로 인장 강도의 저하는 없었다. 노후는 하기에서 48 시간을 포함한 상이한 시간 및 습도 값에서 열 및 물에 보드의 노출을 포함하였다: 38 +/- 2 섭씨온도, 및 95 +/- 2 퍼센트 상대 습도. 하기에서 7 일의 장기 열 사이클은: 150 섭씨온도 또한 보드를 노후화하기 위해 사용되었다. 보드는 그 다음 실온에서 48시간 동안 증류수에 액침되었다. Several boards were tested for their non-oil and oil flammability. The board had a base weight of approximately 1310 gsm. The boards each contained a Superlite TM core (a mixture of polypropylene and approximately 55 weight percent glass fiber) in combination with approximately 10 weight percent Asbury 3335 expanded graphite material. There was no decrease in tensile strength in the longitudinal or transverse directions after the board aged. Aging involved exposure of the boards to heat and water at different times and humidity values, including 48 hours at: 38 +/- 2 degrees Celsius, and 95 +/- 2 percent relative humidity. A long-term thermal cycle of 7 days is given below: 150 degrees Celsius was also used to age the boards. The board was then soaked in distilled water for 48 hours at room temperature.

보드는 오일 또는 무 오일의 존재하에 자기-소멸성이기 위한 그의 능력에 대하여 또한 시험되었다. 2013년자 SAE J369 테스트 (본원에서 기재된 FMVSS 302 테스트와 등가)는 가연성을 테스트하기 위해 사용되었다. 테스트 결과는 하기에서 열거된 표 8에서 보여진다: 도17. 전체 보드는 (표 8에서 SE/0로서 언급된) 오일 가연성 테스트를 통과하였다. 하기의 공정 온도에서: 200 섭씨온도, 자유 로프트의 8.10 mm가 있었다. 하기의 공정 온도에서: 220 섭씨온도, 자유 로프트의 12.46 mm가 있었다 (하기보다 더 적은 예비 로프팅 수용력: 200 섭씨온도 보드). 하기의 공정 온도에서: 240 섭씨온도, 자유 로프트의 22.97 mm가 있었다 (하기보다 더 적은 예비 로프팅 수용력: 220 섭씨온도 보드). 각 보드의 5개 복제물이 시험되었다. 상기 더 상세히 언급된 바와 같이, 표 8에서 "B"는 연소하기 위해 관측된 보드를 지칭한다. "B"를 열거한 셀은 불꽃이 코어 내부로 보다는 표면상에서 이동하는 보드이었다. 코어 내부로 이동은 코어 내부의 팽창성 흑연이, 적어도 부분적으로, 불꽃의 소멸을 도울 수 있음에 따라 바람직하다. The boards were also tested for their ability to become self-destructive in the presence of oil or no oil. The 2013 SAE J369 test (equivalent to the FMVSS 302 test described herein) was used to test flammability. The test results are shown in Table 8 listed below: Figure 17. The entire board passed the oil flammability test (referenced as SE/0 in Table 8). At the following process temperatures: 200 degrees Celsius, there was 8.10 mm of free loft. At the process temperature: 220 degrees Celsius, there was 12.46 mm of free loft (preliminary loft capacity less than: 200 degrees Celsius board). At the process temperature: 240 degrees Celsius, there was 22.97 mm of free loft (preliminary loft capacity less than: 220 degrees Celsius board). Five replicates of each board were tested. As noted in more detail above, “B” in Table 8 refers to boards observed for burning. Cells listed "B" were boards where the flame traveled on the surface rather than inside the core. Movement inside the core is desirable as the expandable graphite inside the core can, at least partially, assist in extinguishing the flame.

또 다른 보드는 약 10 중량 퍼센트 Asbury 3335 팽창성 흑연 재료 및 2 중량 퍼센트 DJ Semichem. 마이크로구형체 로프팅제를 포함한 동일한 코어 재료 (그러나 45 중량 퍼센트 유리를 가짐)를 이용하여 생산되었다. 8 mm 두께까지 성형된 경우, 상기 보드는 오일 자기-소멸 테스트에서 SE/0 성능을 나타냈다 (SAE J369 테스트를 통과했다). 이들 결과는 원하는 부품 또는 형상으로 추가 가공, 예를 들면, 성형을 허용하기 위해 여전히 준비된 로프팅 수용력을 갖고 가연성 테스트를 통과하는 보드를 제공한 팽창성 흑연 재료와 일치되었다. Another board is about 10 weight percent Asbury 3335 expanded graphite material and 2 weight percent DJ Semichem. Microspheres were produced using the same core material with lofting agent (but with 45 weight percent glass). When molded to 8 mm thickness, the board exhibited SE/0 performance in the oil self-quenching test (passed the SAE J369 test). These results were consistent with the expanded graphite material, which provided boards that passed the flammability test while still having a ready lofting capacity to allow further processing, e.g., forming, into desired parts or shapes.

실시예 10Example 10

팽창성 흑연 재료의 유사한 양 그러나 상이한 로프트 두께를 포함한 몇 개의 추가의 보드는 생산되었다. 생산된 보드는 EG 재료와 조합으로 SuperliteTM 코어를 포함하였다. 열거한 보드는 표 9에서 보여진다. Several additional boards were produced containing similar amounts of expanded graphite material but different loft thicknesses. The boards produced contained Superlite TM cores in combination with EG materials. The boards listed are shown in Table 9.

Figure 112017054892796-pct00004
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6-7 mm까지 로프팅된 보드 (실행 1)은 임의의 EG 없이 SuperliteTM 코어와 유사한 방식으로 가공될 수 있고, 예를 들면, 임의의 EG 없이 SuperliteTM 코어와 유사한 온도에서 성형될 수 있다. 실행 1 및 2에 대하여, 코어의 한쪽에는 90 gsm HOF 스크림이었고 코어의 다른쪽에는 225 gsm 폴리프로필렌 필름이었다. 실행 3에 대하여, 코어의 한쪽에는 20 gsm 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 스크림이었고 보드의 다른 쪽에는 98 gsm 폴리프로필렌 필름이었다. 일부 주름짐이 8-9 mm 사이에서 로프팅된 보드에 대하여 관측되었다 (실행 2). 9 mm 자유 로프트 넘어 로프팅된 보드는 SuperliteTM 코어와 유사한 방식으로 가공될 수 있고 단독으로 SuperliteTM 코어에 비교된 감소된 사이클 시간을 가졌다. Boards lofted to 6-7 mm (Run 1) can be processed in a similar way to the Superlite TM core without any EG, for example, molded at similar temperatures as the Superlite TM core without any EG. For Runs 1 and 2, there was a 90 gsm HOF scrim on one side of the core and a 225 gsm polypropylene film on the other side of the core. For Run 3, there was a 20 gsm polyethylene terephthalate (PET) scrim on one side of the core and a 98 gsm polypropylene film on the other side of the board. Some wrinkling was observed for the lofted boards between 8-9 mm (Run 2). Boards lofted beyond the 9 mm free loft could be processed in a similar manner to the Superlite TM core and had reduced cycle times compared to the Superlite TM core alone.

실시예 11Example 11

보드는 약 1200 gsm의 코어 중량으로 제조될 수 있고 유리 섬유 (40-60 중량 퍼센트), 5-15 중량 퍼센트 팽창성 흑연 재료, 선택적으로 0-5 중량 퍼센트 마이크로구형체 로프팅제를 포함할 수 있고 나머지는 열가소성 재료 예컨대 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리프로필렌이다. 원한다면, 외피 재료 예컨대 스크림은, 예를 들어, 코어 재료의 하나 이상의 측면상에 침착될 수 있다. 일부 경우에서, 난연제 스크림은 하나의 표면상에 배치될 수 있고, 비-난연제 스크림은 반대편 표면상에 배치될 수 있다. 스크림의 정확한 기준 중량은 약 20 gsm 내지 약 100 gsm 다양할 수 있다. 다른 경우에서, 코어의 하나의 측면은 필름 예컨대 폴리올레핀 필름을 포함할 수 있다. The board may be manufactured to a core weight of approximately 1200 gsm and may include glass fiber (40-60 weight percent), 5-15 weight percent expanded graphite material, optionally 0-5 weight percent microspherical lofting agent, and the remainder. is a thermoplastic material such as polyolefin, for example polypropylene. If desired, a shell material such as a scrim can be deposited, for example, on one or more sides of the core material. In some cases, the flame retardant scrim can be disposed on one surface and the non-flame retardant scrim can be disposed on the opposite surface. The exact basis weight of the scrim can vary from about 20 gsm to about 100 gsm. In other cases, one side of the core may include a film such as a polyolefin film.

실시예 12Example 12

온도 증가의 기능으로서 3개의 상이한 팽창성 흑연 재료의 팽창 속도는 시험되었다. 결과는 하기에서 보여진다: 도18. 상이한 EG 재료 비교에서, 3335 재료는 하기 사이의 온도 범위에서 더 낮은 팽창 비를 가졌다: 160 섭씨온도 및 220 섭씨온도. 이들 결과는 특정한 가공 온도에 대하여 적합한 로프트 온도를 갖기 위해 팽창성 흑연 재료의 선택과 일치한다. 예를 들어, 로프팅이 하기 요구되는 경우: 170 섭씨온도, Nyagraph KP251이 사용될 수 있다. 로프팅이 하기 요구되는 경우: 180 섭씨온도, Nyagraph KP251 또는 Asbury 3721 (또는 모두)는 사용될 수 있다. The expansion rates of three different expandable graphite materials as a function of increasing temperature were tested. The results are shown below: Figure 18. In comparing different EG materials, the 3335 material had a lower expansion ratio in the temperature range between: 160 degrees Celsius and 220 degrees Celsius. These results are consistent with the selection of the expandable graphite material to have an appropriate loft temperature for a particular processing temperature. For example, if lofting is desired: 170 degrees Celsius, Nyagraph KP251 can be used. When lofting is required: 180 degrees Celsius, Nyagraph KP251 or Asbury 3721 (or both) may be used.

본원에서 개시된 실시예의 요소를 도입한 경우, 관사 및 "상기"는 하나 이상의 요소인 것을 의미하도록 의도된다. 용어들 "포함하는", "포괄하는" 및 "갖는"은 열거된 요소 이외의 추가의 요소일 수 있는 것을 의미하도록 및 개방형이 되도록 의도된다. 본 개시내용의 이점이 주어지면, 실시예의 다양한 구성요소가 다른 실시예에서에서 다양한 구성요소와 교환 또는 치환될 수 있음은, 당해 분야의 숙련가에 의해 기술적으로 인식될 것이다. When introducing elements of the embodiments disclosed herein, the articles and “said” are intended to mean one or more elements. The terms “comprising,” “comprising,” and “having” are intended to be open-ended and mean that there may be additional elements other than the listed elements. Given the benefit of the present disclosure, it will be appreciated by those skilled in the art that various elements of an embodiment may be exchanged or substituted for various elements in other embodiments.

특정 측면, 실시예 및 구현예가 상기 기재되어도, 본 개시내용의 이점이 주어지면, 개시된 예시적인 측면, 실시예 및 구현예의 부가, 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것은, 당해 분야의 숙련가에 의해 기술적으로 인식될 것이다. Although certain aspects, embodiments, and implementations have been described above, additions, substitutions, modifications, and variations of the disclosed exemplary aspects, embodiments, and implementations will be appreciated by those skilled in the art, given the benefit of the present disclosure. It will be recognized technically.

Claims (100)

폴리올레핀 열가소성 재료에 의해 함께 보유된 복수의 강화 섬유의 랜덤 교차를 포함하는 오픈 셀화된 구조의 웹을 포함하는 다공성 코어층을 포함하는 열가소성 복합품으로서,
상기 다공성 코어층이 20%-95%의 다공도를 포함하고,
상기 다공성 코어층이 상기 다공성 코어층의 오픈 셀화된 구조의 공소에서 균일하게 분산된 팽창성 흑연 재료를 더 포함하고,
상기 팽창성 흑연 재료는 상기 다공성 코어층의 제1 표면부터 상기 다공성 코어층의 제2 표면까지 오픈 셀화된 구조의 웹에 균일한 분포로 분산되고,
상기 열가소성 복합품은 1991년자 연방 자동차 안전 기준 302 (FMVSS 302) 가연성 테스트를 충족하고, 자기-소멸하며,
상기 팽창성 흑연 재료는 폴리올레핀 열가소성 재료의 용융점보다 20 섭씨온도 이상 높은 로프트 온도에서 로프팅하고,
상기 다공성 코어층이 상기 다공성 코어층의 오픈 셀화된 구조의 웹 내에서 공유 결합된 팽창성 흑연 입자를 추가로 포함하고, 상기 다공성 코어층은 첨가된 난연제를 포함하지 않는, 열가소성 복합품.
A thermoplastic composite comprising a porous core layer comprising a web of an open-celled structure comprising random intersections of a plurality of reinforcing fibers held together by a polyolefin thermoplastic material, comprising:
The porous core layer has a porosity of 20%-95%,
The porous core layer further includes an expandable graphite material uniformly dispersed in the vacancies of the open cell structure of the porous core layer,
The expandable graphite material is uniformly distributed in a web of an open-celled structure from the first surface of the porous core layer to the second surface of the porous core layer,
The thermoplastic composite meets the 1991 Federal Motor Vehicle Safety Standard 302 (FMVSS 302) flammability test, is self-extinguishing, and
the expandable graphite material is lofted at a loft temperature at least 20 degrees Celsius above the melting point of the polyolefin thermoplastic material,
A thermoplastic composite product, wherein the porous core layer further includes expanded graphite particles covalently bonded within a web of the open-celled structure of the porous core layer, and wherein the porous core layer does not include an added flame retardant.
청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 흑연 재료가 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 상기 다공성 코어층의 두께를 증가시키는데 유효한, 열가소성 복합품.2. The thermoplastic composite of claim 1, wherein the expandable graphite material is effective to increase the thickness of the porous core layer by at least 50% after radiation heating. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창성 흑연 재료가 대류 가열시 로프트에 비감수성이도록 선택되는, 열가소성 복합품.2. The thermoplastic composite of claim 1, wherein the expandable graphite material is selected to be insensitive to loft upon convective heating. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 강화 섬유가, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유 중 적어도 하나를 포함하는, 열가소성 복합품.The method of claim 1, wherein the plurality of reinforcing fibers comprises at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. Thermoplastic composite. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리올레핀 열가소성 재료가, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 열가소성 복합품.The thermoplastic composite article of claim 1, wherein the polyolefin thermoplastic material includes at least one of polyethylene, polypropylene, and mixtures thereof. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리올레핀 열가소성 재료가 입자를 포함하고, 상기 팽창성 흑연 재료가 팽창성 흑연 입자를 포함하고,
상기 폴리올레핀 열가소성 재료의 상기 입자의 평균 입자 크기와, 상기 팽창성 흑연 입자의 평균 입자 크기의 차이가, 50% 미만으로 유사한, 열가소성 복합품.
The method of claim 1, wherein the polyolefin thermoplastic material comprises particles, and the expandable graphite material comprises expandable graphite particles,
A thermoplastic composite product, wherein the difference between the average particle size of the particles of the polyolefin thermoplastic material and the average particle size of the expandable graphite particles is less than 50% similar.
청구항 1에 있어서, 상기 다공성 코어층이 난연성을 제공하고 무 할로겐인, 열가소성 복합품.2. The thermoplastic composite of claim 1, wherein the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. 청구항 1에 있어서, 상기 다공성 코어층에서 로프팅제를 추가로 포함하는, 열가소성 복합품.The thermoplastic composite product of claim 1, further comprising a lofting agent in the porous core layer. 청구항 1에 있어서, 상기 다공성 코어층 상에 배치된 외피를 더 포함하는, 열가소성 복합품. The thermoplastic composite product of claim 1, further comprising a skin disposed on the porous core layer. 청구항 9에 있어서, 상기 팽창성 흑연 재료가 방사선 가열 이후 적어도 50%만큼 상기 다공성 코어층의 두께를 증가시키는데 유효한, 열가소성 복합품.10. The thermoplastic composite of claim 9, wherein the expandable graphite material is effective to increase the thickness of the porous core layer by at least 50% after radiation heating. 청구항 9에 있어서, 상기 팽창성 흑연 재료가 대류 가열시 로프트에 비감수성이도록 선택되는, 열가소성 복합품.10. The thermoplastic composite of claim 9, wherein the expandable graphite material is selected to be insensitive to loft upon convective heating. 청구항 9에 있어서, 상기 복수의 강화 섬유가, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유 중 적어도 하나를 포함하는, 열가소성 복합품.The method of claim 9, wherein the plurality of reinforcing fibers comprises at least one of glass fibers, aramid fibers, graphite fibers, carbon fibers, inorganic mineral fibers, metal fibers, metallized synthetic fibers, and metallized inorganic fibers. Thermoplastic composite. 청구항 9에 있어서, 상기 폴리올레핀 열가소성 재료가, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 열가소성 복합품.10. The thermoplastic composite article of claim 9, wherein the polyolefin thermoplastic material includes at least one of polyethylene, polypropylene, and mixtures thereof. 청구항 9에 있어서, 상기 폴리올레핀 열가소성 재료가 입자를 포함하고, 상기 팽창성 흑연 재료가 팽창성 흑연 입자를 포함하고, 상기 팽창성 흑연 입자의 평균 입자 크기가 상기 폴리올레핀 열가소성 재료 입자의 평균 입자 크기의 적어도 50%인, 열가소성 복합품.10. The method of claim 9, wherein the polyolefin thermoplastic material comprises particles, the expandable graphite material comprises expandable graphite particles, and the average particle size of the expandable graphite particles is at least 50% of the average particle size of the polyolefin thermoplastic material particles. , thermoplastic composite. 청구항 9에 있어서, 상기 다공성 코어층이 난연성을 제공하고 무 할로겐인, 열가소성 복합품.10. The thermoplastic composite of claim 9, wherein the porous core layer provides flame retardancy and is halogen-free. 청구항 9에 있어서, 상기 다공성 코어층에서 로프팅제를 추가로 포함하는, 열가소성 복합품.10. The thermoplastic composite article of claim 9, further comprising a lofting agent in the porous core layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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